[发明专利]一种低成本制备窄粒径高镍三元锂电池电极材料的方法

摘要

本发明提出一种低成本制备窄粒径高镍三元锂电池电极材料的方法，采用镍盐、钴盐、铝盐和锂盐作为原料，利用碳气凝胶微球预先吸附铝盐形成球形模板，通过尿素－甲醛预聚物在碱性条件下分散均匀的特性，逐步沉淀为球形颗粒，然后加酸，预聚物进一步聚合形成壳隔离微球颗粒，将产物进行固液分离后进行洗涤等处理，得到镍钴铝前驱体材料，进一步酸化聚合形成隔离膜，将前驱体材料进行烧结，得到粒径分布在1‑5μm的窄粒径高镍三元电极材料，使得烧结形成完整的微球，本发明提供上述方法克服了现有高镍三元材料制备中粒径分布粗细不均的缺陷，制备出的高镍三元锂电池电极材料粒径分布窄，大小均匀，成本低廉，适合批量生产。

主权项

1.一种低成本制备窄粒径高镍三元锂电池电极材料的方法，其特征在于，采用镍盐、钴盐、铝盐和锂盐作为原料，碳气凝胶微球作为模板，尿素‑甲醛预聚物作为隔离膜添加剂，采用隔离膜添加剂将电极材料包裹隔离，控制每个微球中的成分均匀分布，具体制备步骤如下：（1）在碱性条件下制备尿素－甲醛预聚物；（2）按照摩尔比称取0.8份镍盐，0.12‑0.18份钴盐，0.02‑0.08份铝盐和1.02‑1.05份锂盐，0.1‑0.33份柠檬酸、12‑28份碳气凝胶微球、5‑10份所述尿素－甲醛预聚物、15‑20份pH=2.5的酸性溶液；（3）将所述镍盐和钴盐分别加入适量去离子水中，再将配制得到的镍盐盐溶液和钴盐盐溶液混合均匀，得到镍钴混合盐溶液；（4）将所述铝盐溶于适量去离子水中，得到铝盐溶液，再将所述柠檬酸和碳气凝胶微球加入所述铝盐溶液中，采用适量碱性溶液调节pH值为8.2‑10.5之间，在高速搅拌下得到碳气凝胶/铝离子分散液；（5）在高速搅拌条件下，将所述镍钴混合盐溶液、碳气凝胶/铝离子分散液和尿素－甲醛预聚物三者混合，得到球形颗粒沉淀，再加入所述酸性溶液，控制聚合温度为45‑53℃，使所述尿素－甲醛预聚物聚合，形成高分子壳层分离微球颗粒，再经过过滤得到固体产物，再经过洗涤、干燥和过筛后，得到镍钴铝前驱体材料；（6）将所述镍钴铝前驱体材料与所述锂盐混合，在700‑800℃下烧结3‑5h，自然冷却至室温，得到粒径分布在1‑5μm的窄粒径高镍三元电极材料LiNi0.8Co0.2‑xAlxO2 (0＜x＜0.2）。