[发明专利]氧化铝包覆Li(NixCoyMn1-x-y)O2锂离子电池正极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铝包覆Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂锂离子电池正极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池是近十年来迅猛发展起来的一种高能电池，无论从寿命、比能和电压等技术指标，还是从环境来看，其已经成为我国新能源产业发展的一个重要方向。锂镍钴锰氧正极材料具有比容量高、热稳定性好和价格较低等优点，被认为是最有潜力替代钴酸锂的一种正极电极材料。目前，锂镍钴锰氧材料的制备广泛采用共沉淀方法先制备出锂镍钴锰氧前驱体，再与锂盐混合经过高温固相反应制备出锂镍锰钴氧正极材料。氢氧化物共沉淀法制备出锂镍钴锰氧正极材料因振实密度高、一致性好备受各生产厂家青寐。尽管在合成过程中通过惰性气体保护避免Mn²⁺被氧化和杂相生成，但在洗涤和干燥等后续过程中不可避免的发生Mn(OH)₂被氧化反应，导致不可逆反应发生，严重影响锂镍钴锰氧正极材料的纯度和电化学性能。

因此寻找一种能够控制氢氧根共沉淀法合成锂镍钴锰氧前驱体过程中Mn(OH)₂不被氧化的制备方法就极为必要，同时又能提高锂镍钴锰氧正极材料的热稳定性和循环性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种氧化铝包覆Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂锂离子电池正极材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：氧化铝包覆Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镍盐、钴盐和锰盐按照摩尔比为x：y：1-x-y的比例配成混合盐溶液A，其中x<1、y<1、x+y<1；

(2)将氢氧化钠溶解于水中，配成溶液B；

(3)将氨水溶解于水中，配成溶液C；

(4)将溶液A、溶液B和溶液C按照摩尔比为1：1：0.05～0.5，在氮气保护下，进行反应，调节pH为9～12；

(5)将异丙醇铝和溶液A按照摩尔比为0.1％～10％：1加入到步骤(4)所得的溶液中进行反应；

(6)将步骤(5)得到的产品过滤、洗涤和在100℃干燥过夜，得到氢氧化铝改性包覆的Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂前驱体。

(7)将氢氧化铝改性包覆的Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂前驱体与锂盐湿法充分混合，在500℃空气中煅烧5h，在900℃空气中煅烧24h，即得到氧化铝改性包覆Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂正极材料。

作为优选，步骤(1)中所述镍盐为硝酸镍、硫酸镍、氯化镍、醋酸镍中的一种，钴盐为硝酸钴、硫酸钴、氯化钴、醋酸钴中的一种，锰盐为硝酸锰、硫酸锰、氯化锰、醋酸锰中的一种。

作为优选，步骤(4)中所述溶液A、溶液B和溶液C的摩尔比为1：1：0.1～0.3。

作为优选，步骤(4)中所述的加样方式为同时加入。

作为优选，步骤(4)所述反应在温度为50～80℃的条件下进行，反应时间为5～12h。

作为优选，步骤(5)中所述异丙醇铝和溶液A的摩尔比为0.5％～5％：1。

作为优选，步骤(5)中所述反应在温度为50～80℃的条件下进行，反应时间为1～5h。

作为优选，步骤(7)中所述的锂盐为碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂、卤化锂、氢氧化锂中的一种。

本发明的有益效果是：

在氢氧根共沉淀合成Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂前驱体过程中引入包覆层，能够避免Mn(OH)₂被氧化，减少杂相生成，提高了材料的纯度，同时引入的氧化铝改性包覆层，极大的提升了材料的电化学循环性能和热稳定性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。