[发明专利]一种混合镍钴锰酸锂材料制备方法

说明书

技术领域

本发明属锂离子电池正极材料技术领域，具体涉及一种可提高材料压实密度，倍率性能的混合镍钴锰酸锂材料的制备方法。

背景技术

锂离子二次电池具有能量密度大、工作电压高、循环性能好、自放电小、体积小等特点，已经在移动通信设备、小型电子产品、航空航天及生物医药等领域得到广泛应用。离子二次电池的性能主要由其正极材料决定，目前商品化的几类正极材料之中，钴酸锂占据了60%以上的市场份额，除去价格因素，钴酸锂材料的比容量已达到安全稳定使用的上线，面对电子产品日益提高的能量密度需求已显得无能为力。而锰酸锂的低容量、磷酸亚铁锂材料较差的产品一致性也都决定它们无法满足市场对消费型锂电材料的要求。

同比之下，镍钴锰多元材料在能量密度上优势非常明显。与钴酸锂相比，镍钴锰多元材料的容量和能量密度接近，安全性更好，且生产成本更低。而在动力锂电领域，由于多元材料具备高性价比的同时又兼具高安全性的特点，使得其单独使用或者和锰酸锂的掺混使用已经成为国际市场车用动力电池使用的主流。

目前公知的镍钴锰酸锂材料的制备技术已相对成熟，如专利CN201010104598.0、CN200310108524.4所披露的使用前驱体Ni_(1-x-y)Mn_xCo_y（0H）₂+锂盐按一定比例混合，在于氧气或空气气氛中煅烧制备；又如专利CN200910110833.2所披露的是将前驱体和锂加去离子水混合，干燥得混合物料；然后将干燥好的物料进行一次烧结，再经破碎分级得初级物料；最后将上一步获得的产物再进行二次烧结，完成后经过筛、分级获得成品。但是这些方法都是制备单一粒径或粒径分布相对较窄的镍钴锰酸锂材料的，这些材料都还是存在着比表面积小、压实、容量倍率偏低等问题。所以需要在现有镍钴锰酸锂材料制备技术基础上建立一种工艺简单，可有效提高产品压实、容量倍率的制备方法。

发明内容

本发明的目的是向本领域公开一种混合锂电正极镍钴锰酸锂材料制备方法，本方法可以大幅度提供产品能量密度，并且该产品工艺简单，操作方便，容易实现工业化生产，而且生产过程无污染，环境友好。根据本方法制得的产品具有高能量密度、高安全性、低成本的综合优良性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种混合锂电正极镍钴锰酸锂材料制备方法，主要包括以下步骤：

（1）大颗粒锂电正极镍钴锰酸锂材料制备

按一定比例充分混合Ni_(1-x-y)Mn_xCo_y（0H）₂前驱体和锂盐，混合料600~1200℃条件下烧结8~20h，破碎得D₅₀=10~20um的大颗粒镍钴锰酸锂粉体。

（2）小颗粒锂电正极镍钴锰酸锂材料制备

按一定比例充分混合Ni_(1-x-y)Mn_xCo_y（0H）₂前驱体和锂盐，混合料500~1000℃条件下烧结8~20h，破碎得D₅₀=2~7um的小颗粒镍钴锰酸锂粉体。

（3）大小颗粒掺混

将步骤（1）、（2）中制得的大小颗粒粉体按照摩尔比范围1:1~9:1进行混合，得均匀混合的Li_aNi_(1-x-y)Mn_xCo_yO₂（0.95≤a≤1.10）粉体。

上述制备方法中，步骤（1）中所述的Ni_(1-x-y)Mn_xCo_y（0H）₂前驱体粒径范围是D₅₀=10~18um，0.2≤x≤0.3，0.2≤y≤0.3。

上述制备方法中，步骤（1）中所述的前驱体与锂盐混合的摩尔比为（Ni_(1-x-y)Mn_xCo_y）：Li=1:1.00~1：1.10。

上述制备方法中，步骤（2）中所述的Ni_(1-x-y)Mn_xCo_y（0H）₂前驱体粒径范围是D₅₀=2~6um，0.2≤x≤0.3，0.2≤y≤0.3。