[发明专利]一种锂离子电池用碳材料包覆镍钴铝镁氧化物的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及锂离子电池领域，具体的涉及一种锂离子电池用碳材料包覆镍钴铝镁氧化物的制备方法。

背景技术：

随着地球大气环境的不断恶化，人们越来越重视清洁能源及储能材料的新技术新工艺的开发。锂离子动力电池因其具有高比能量、高安全性、可再生等良好特性，引起了人们的极大关注。特别的汽车工业在全球普通人群中的发展普及，为了避免汽油车产生的尾气对大气的影响，为电动汽车的发展提供的广阔的前景，从而为其所使用的特殊性能的动力锂离子电池用正极材料及其前驱体，将会带来极大的需求。

目前动力锂离子电池前驱体主要有四氧化三钴、三氧化二锰、羟基磷酸铁、氧化钴镍，羟基镍钴锰，羰基钴镁锰等等。其制备的工艺路线，按照制备形态分为湿法、干法、或者二者串并兼具。但是该制备方法在应用于制备镍钴铝镁氧化物中，存在晶格不稳定，电化学性能不佳，安全性差等缺点。

发明内容：

本发明的目的是提供一种锂离子电池用碳材料包覆镍钴铝镁氧化物的制备方法。该方法制备的锂离子电池用碳材料包覆镍钴铝镁氧化物晶格稳定，电化学性能稳定，作正极材料用时，电池循环性能和倍率性能好，安全性高，使用寿命长，制备过程中无有毒物质释放，有利于环境保护。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池用碳材料包覆镍镁铝钴氧化物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镍盐、钴盐、镁盐、铝盐溶解于水，加入缓控剂，在800W的功率下超声30-60min，得到混合溶液A；

(2)将步骤(1)得到的混合溶液A和沉淀剂分别以2.5-6升/小时，1.5-5.5升/小时的速度加入到反应容器中反应，得到沉淀物，用去离子水将沉淀物洗涤多次，得到纯化的沉淀物；

(3)配制0.8mol/L的葡萄糖溶液，并加入步骤(2)得到的纯化的沉淀物，在500W的功率下超声1-2h，转移至水热釜，在150-180℃下反应4-10h，自然冷却，将反应后溶液用砂心漏斗抽滤分离，再用去离子水、无水乙醇洗涤，得到浆料；

(4)将步骤(3)得到的浆料经过热定性、亚高温处理，得到锂离子电池用碳材料包覆镍钴铝镁氧化物。

作为上述技术方案的优选，所述镍盐为氯化镍、硝酸镍、硫酸镍中的一种或者多种混合，所述钴盐为氯化钴、硝酸钴、硫酸钴中的一种或者多种混合，所述铝盐为氯化锰、硝酸锰、硫酸锰中的一种或者多种混合，所述镁盐为氯化镁、硝酸镁中的一种或者二种混合。

作为上述技术方案的优选，所述缓控剂为柠檬酸或草酸中的一种或两种混合。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，混合溶液A中的镍离子、钴离子、镁离子、铝离子的总浓度为50-120g/l，并且其总重量与缓控剂的重量比为1000：1-18。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中所述沉淀剂为氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或两种混合。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述反应的pH为9-14，温度为60-85℃。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述反应的温度为180℃，所述反应的时间为8h。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述葡萄糖水溶液与纯化的沉淀物的质量比为3-5:1。

作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述热定性的条件为100-130℃，压力0-0.01Mpa，氧气体积百分含量14—20％的空气气氛条件下，热定性3-8小时。

作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述亚高温处理的条件为500-800℃，压力0-0.1Mpa，氧气体积百分含量14-20％的空气气氛条件下，亚高温处理10-25小时。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用空心碳球对镍钴铝镁氧化物进行包覆，大大提高了其导电率，电化学性能稳定性好，该氧化物作正极材料用时，电池循环性能和倍率性能好，安全性高，使用寿命长，制备过程中无有毒物质释放，有利于环境保护，且该制备方法条件温和，易于控制，成本低。

具体实施方式：

为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种锂离子电池用碳材料包覆镍镁铝钴氧化物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镍盐、钴盐、镁盐、铝盐溶解于水，加入缓控剂，在800W的功率下超声30min，得到混合溶液A；