[发明专利]523三元材料共混改性正极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法，具体是一种523三元材料共混改性正极材料的制备方法。

背景技术

锂离子二次电池具有比容量高、工作电压高、工作温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无记忆效应、无污染、重量轻、安全性能好等优点，因而广泛应用于手机、数码相机、笔记本电脑等移动设备。随着科技的发展，各种采用锂离子电池的数码产品更新升级速度很快，产品大都趋于便携化、经济化，这就要求锂离子电池产品要向高能量密度方向发展，近年来以价格昂贵的LiCoO₂正极材料为主的锂电池厂家已经很难降低成本，因此很有必要寻找一种能量密度高、电性能良好同时具有低成本的正极材料。

高能量密度材料，主要是通过提高材料的压实密度和容量来实现。目前LiCoO₂正极材料是开发最早最成熟的产品，具有压实高，加工性能良好的特点，但资源短缺，价格昂贵，提高其压实密度的同时会引起其他电性能尤其是循环性能的下降，进一步提高能量密度的空间已经很小。镍基/三元材料具有容量高，循环性能稳定，价格便宜等优点，但是同钴酸锂材料相比，其主要缺点是压实密度低，极大的制约了该材料在高能量密度锂离子电池上的应用。通常采用大颗粒二次球和单晶级配的方式来提高三元材料压实密度。但是，对于常规工艺制备的单晶来说，其内部仍可能存在封闭的孔隙，限制了材料压实密度的进一步提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高523三元材料的压实密度，进而能够提高锂离子电池能量密度等电性能的523三元材料共混改性正极材料的制备方法。

本发明的523三元材料共混改性正极材料的制备方法包括以下步骤：

a.制备常规三元正极材料LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂，具体步骤为：

a1.按照所需摩尔比将523三元前驱体Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3(OH)₂和电池级碳酸锂分别于玛瑙研钵中研细后，放入三维锥混机内混合均匀，在90-100℃真空干燥箱中干燥；再将其研磨；

a2.将研磨后的物料放入马弗炉内烧结，先在480-500℃预烧；后在700-740℃烧结；再在800-850℃烧结；之后随炉自然冷却，破碎得到常规三元正极材料LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂；

b.采用熔盐介质法制备三元正极材料LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂，具体步骤为：

b1.将LiOH和523三元前驱体以Li/M＝1.10比例分别于玛瑙研钵中研细后，放入三维锥混机内混合均匀，在90-100℃真空干燥箱中干燥12-15h；再将其研磨；

b2.将b1中的混合物以1:3的比例与NaCl在三维混料罐混合；

b3.将b2中的混合物，在800-1000度进行烧结；冷却后使用万能破碎机进行破碎；

b4.用蒸馏水洗涤b3中的NaCl，过滤；将过滤所得产品烘干，再在750℃下二次烧结并破碎；

c.将常规三元正极材料和采用熔盐介质法制备的三元正极材料按照7:3的质量比在三维锥混机内混合。

本发明通过常规523三元材料与熔盐介质法制备的523三元材料共混改性，熔盐介质法能为反应提供液相环境，使得粒子能够充分生长，形成生长良好的一次粒子，从而减小粒子内部的空隙，提高粒子真密度，其不仅能够获得高压实密度的正极材料，还具有较高的克容量和良好的高低温性能。

具体实施方式

本发明实施例如下：

a.制备常规三元正极材料LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂，具体步骤为：

a1.按照所需摩尔比将523三元前驱体Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3(OH)₂和电池级碳酸锂分别于玛瑙研钵中研细后，放入三维锥混机内混合均匀，在95℃真空干燥箱中干燥14h；再将其研磨4h；