[发明专利]一种锂离子电池用碳纳米管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纳米管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。按照制备的化学机理有化学沉淀法、电化学法、氧化还原法、复分解反应及这几种机理的综合等，主反应过程的搅拌方式有气体鼓泡法、推进搅拌法、外力阻尼法等一种或者几种兼具，制备过程的助剂有氨基化合物、铵盐等一种或者多种同时兼用，根据相关资料显示，这些技术制备的材料晶格不稳定，电化学性能差，制备过程中常常释放出有害的物质，且制备的正极材料电导率差，离子扩散系数低，循环性能差，使用寿命短。

发明内容：

本发明的目的是提供一种锂离子电池用碳纳米管包覆镍钴铝镁氧化物的制备方法，其制备的锂离子电池用碳纳米管包覆镍钴铝镁氧化物料利用率高，性能稳定，循环性能和倍率性能优异，无毒，对环境无害，且其制备方法简单，反应周期短，条件温和，易于控制，成本低。

为实现上述目的，本发明采用以下有益效果：

一种锂离子电池用碳纳米管包覆镍钴铝镁氧化物的制备方法，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500-800W的功率下，超声1-2h，制得混合溶液A；

(2)将步骤(1)制得的混合溶液A和沉淀剂分别以0.5-8升/小时、0.01-6升/小时的速度加入到反应容器中反应，并确保反应容器内的物料处于径向和轴向运动，反应后得到的沉淀物用60-80℃的水多次洗涤，得到类球形镍钴铝镁氢氧化物基体；

(3)将步骤(2)得到的类球形镍钴铝镁氢氧化物基体经过热定性2-5h后，亚高温处理12-24h，得到镍钴铝镁氧化物；

(4)配制2wt％的PDDA的水溶液，并与步骤(3)得到的镍钴铝镁氧化物混合，在2000-5000转/分的状态下搅拌2-5h，过滤，干燥，得到PDDA修饰的镍钴铝镁氧化物；

(5)将碳纳米管与水混合，在400-600W的功率下，超声20-50min，得到碳纳米管的水分散液，再加入步骤(4)得到的PDDA修饰的镍钴铝镁氧化物，继续超声1-3h，过滤，真空干燥，得到锂离子电池用碳纳米管包覆镍钴铝镁氧化物。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述镍盐为氯化镍、硝酸镍、硫酸镍中的一种或者任意两种混合，所述钴盐为氯化钴、硝酸钴、硫酸钴中的一种或者任意两种混合，所述铝盐为氯化锰、硝酸锰、硫酸锰中的一种或者任意两种混合，所述镁盐为氯化镁、硝酸镁中的一种或者任意二种混合。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述缓控剂为柠檬酸、草酸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50-85℃。

作为上述技术方案的优选，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(3)中，所述热定性的条件为80-130℃，压力0.01Mpa，氧气体积百分含量14-20％的空气气氛；所述亚高温处理条件为600-800℃，压力0.1Mpa，氧气体积百分含量14-20％的空气气氛。

作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，2wt％的PDDA的水溶液与镍钴铝镁氧化物的质量比为50-100:1。

作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，碳纳米管与水混合时，两者质量比为1:100。

作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，碳纳米管的水分散液与PDDA修饰的镍钴铝镁氧化物的质量比为100-200：1。

本发明具有以下有益效果：