[发明专利]球形镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，具体涉及一种球形镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法。

背景技术

目前常见的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂和磷酸铁锂。层状Li-Ni-Co-Mn-O系列材料(简称三元材料)，其中Ni、Co、Mn为同周期相邻元素，因此它们能以任意比例混合形成固溶体并且保持层状结构不变，具有很好的结构互补性，较好地兼备了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂的优点，弥补了各自的不足，具有高比容量、成本较低、循环性能稳定、安全性能较好等特点，被视为下一代锂离子电池正极材料的理想之选。

目前，镍钴锰酸锂三元正极材料越来越多产品使用者要求产品中没有粒度小于3微米的颗粒，而现有的镍钴锰酸锂三元正极材料生产工艺生产过程中很难避免产生粒径小于3微米的颗粒，为达到客户要求，就只能对产品进行颗粒分级，势必产生一定量的小颗粒的物料，该部分小颗粒物料通常会被弃去不用，不能成为产品实现销售，这势必造成三元材料生产材料利用率低，生产成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题正是针对现有技术中三元材料生产过程中产生的小颗粒物料被弃去而造成资源浪费的现状，而提供一种利用小颗粒三元物料来制造大粒度的球形三元材料的制备方法。

本发明的技术方案如下，一种球形镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取镍钴锰三元正极材料生产过程中产生的粒度D50在6-7之间的颗粒作为原料，将原料和水按照固液比1：4配成第一混合溶液；

(2)将粘结剂、分散剂、添加剂配制成第二混合溶液,其中，所述粘结剂可选用聚乙烯醇、葡萄糖、乙烯、环氧乙烷中的一种或两种以上的组合；所述分散剂选自聚乙二醇、聚丙烯中的一种或两种的组合；所述添加剂选自纳米氧化铝、纳米氧化镁中的一种或者两种的组合；

(3)将步骤(1)和(2)所得的第一混合溶液和第二混合溶液加入磨料机中，磨料6小时；

(4)将步骤(3)得到的产物进行喷雾造粒，得到球形镍钴锰酸锂三元正极材料前驱体；

(5)将前驱体在温度1100℃烧结8h，即得到球形镍钴锰酸锂三元正极材料。

原料化学式优选为Li(Ni_xCo_yMn_z)O₂，其中x+y+z＝1。

本发明的优点：实现了对小颗粒材料的回收利用，操作简单，容易实现工业化生产，提高了材料的利用率，降低生产成本，产品球形程度高、循环性能好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的阐明，但本发明并不局限于具体实施例。

实施例1：

一种球形镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取50kg镍钴锰三元正极材料和200kg水配成第一混合溶液；

(2)将粘结剂、分散剂、添加剂配制成第二混合溶液,其中，所述粘结剂为1％的聚乙烯醇、1％的葡萄糖、1％的乙烯和1％的环氧乙烷组合溶液；所述分散剂为1％聚乙二醇和1％聚丙烯的组合溶液；所述添加剂为1％的纳米氧化铝和1％的纳米氧化镁溶液；

(3)将步骤(1)和(2)所得的第一混合溶液和第二混合溶液加入磨料机中，磨料6小时；

(4)将步骤(3)得到的产物进行喷雾造粒，得到球形镍钴锰酸锂三元正极材料前驱体；

(5)将前驱体在温度1100℃烧结8h，即得到球形镍钴锰酸锂三元正极材料。

实施例2：

(1)取50kg镍钴锰三元正极材料和200kg水配成第一混合溶液；

(2)将粘结剂、分散剂、添加剂配制成第二混合溶液,其中，所述粘结剂为1％的聚乙烯醇、1％的乙烯和1％的环氧乙烷组合溶液；所述分散剂为1％聚乙二醇的组合溶液；所述添加剂为1％的纳米氧化铝溶液；

(3)将步骤(1)和(2)所得的第一混合溶液和第二混合溶液加入磨料机中，磨料6小时；

(4)将步骤(3)得到的产物进行喷雾造粒，得到球形镍钴锰酸锂三元正极材料前驱体；

(5)将前驱体在温度1100℃烧结8h，即得到球形镍钴锰酸锂三元正极材料。

实施例3：

(1)取50kg镍钴锰三元正极材料和200kg水配成第一混合溶液；

(2)将粘结剂、分散剂、添加剂配制成第二混合溶液,其中，所述粘结剂为1％的聚乙烯醇和1％的环氧乙烷组合溶液；所述分散剂为1％聚乙二醇和1％聚丙烯的组合溶液；所述添加剂为1％的纳米氧化镁溶液；