[发明专利]一种绿色可控的镍钴锰酸锂的制备工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绿色可控的镍钴锰酸锂的制备工艺方法，属于电化学及其材料的制备领域，具体涉及一种绿色可控的制备均一的镍钴锰酸锂的制备工艺方法。 

背景技术

过渡金属镍，钴，锰的混合金属氧化物与锂构成的材料镍钴锰酸锂是锂离子电池正极材料的典型代表，具有容量高，循环寿命长，成本适中等优点，受到广泛关注。目前制备这种材料通常材料两类方法，即固相方法和液相方法。固相方法一般是将相应的金属氧化物与锂盐一同球磨，通过降低原料的粒径提高反应活性，并实现最终功能材料的合成。由于不用的金属氧化物在高温下反应活性的差异，往往需要在高温下烧结较长时间才能达到材料性质的均一化。而且，固相方法得到混合金属氧化物材料，形貌控制困难，表面特性不好，因此目前高级的电极活性材料一般都是利用液相方法制备的。液相方法，一般是利用各种金属盐的溶液进行喷雾干燥以制备金属氧化物的均匀混合物，或者是利用沉淀剂将金属盐共同沉淀下来。前者对于产品的形貌同样是难以调控的，而后者往往涉及对于混合金属盐共沉淀物的反复洗涤，耗费大量的水，并且对于环境造成污染。因此需要发展绿色的有效的合成工艺。 

发明内容

本发明涉及一种绿色可控的镍钴锰酸锂的制备工艺方法，目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种绿色可控的制备均一的镍钴锰酸锂的制备工艺方法的技术方案。 

本发明涉及一种绿色可控的镍钴锰酸锂的制备工艺方法，其特征在于是一种利用氧化还原的原理实现镍钴锰三种元素的均匀混合，中间产物不需要洗涤，使用的水热反应条件温和，对于设备要求低，工艺简洁高效的绿色可控的制备均一的镍钴锰酸锂的制备工艺方法，该方法是利用三氧化二镍、四氧化三钴和二氧化锰及类似的高价的金属氧化物，之后在水溶液中与还原剂反应，得到的不溶性产物转移至水热反应釜中与锂盐发生反应，反应后产物经过简单的热处理即得到高性能的镍钴锰酸锂的方法，具体的工艺步骤为： 

1）利用镍，钴，锰三种金属氧化物的高价形式，具体指含有高于化合价+2价的价态，镍的高价氧化物为Ni₂O₃和Ni₃O₄ 以及NiO₂，钴的高价氧化物为Co₂O₃和Co₃O₄， 锰的氧化物为MnO₂和Mn₂O₃以及Mn₃O₄，镍，钴，锰的高价金属氧化物作为反应物时，镍：钴：锰的计量比依照最终产品要求确定，一般的，形式上镍钴锰元素比例为x: y: z，其中x + y + z =1；

2）在水溶液中将金属盐混合物与还原剂进行氧化还原反应，采用的还原剂为水合肼、草酸、柠檬酸中的一种或两种以上的混合物，反应在水溶液中进行，还原剂在整个水溶液中的初始浓度设定为0.1M~10M，以实现性能调控；

3）将2）得到的不溶性产物转移至水热反应釜中与锂盐发生反应，锂盐的加入量相对于过渡金属盐摩尔总量为0.90~1.5倍，锂盐选择氢氧化锂、碳酸锂、氟化锂和硝酸锂中的一种或几种，反应条件为90-120℃，时间为10h~40h，即得到水热反应产物；

4）将3）得到的水热反应产物转移到马弗炉中升温至750℃反应10h，之后缓慢降温至600℃，降温速率为0.5-1.5℃/min，并在600℃保温10h，自然冷却得到高性能的镍钴锰酸锂产品。

附图说明

1.      图1是实施方式1制备的LiNi_0.35Co_0.3Mn_0.35 O₂材料的表面形貌图。 

2.      图2是实施方式1制备的LiNi_0.35Co_0.3Mn_0.35O₂材料的XRD谱图。 

3.      图3是实施方式2制备的LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂材料的充放电曲线图。 

具体实施方式

   本专利以下列实施方式说明具体实施方法， 但是，本专利的保护范围不限于实施方式。 

实施方式1