[发明专利]一种氧化铝包覆锂离子电池正极材料的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体的涉及一种氧化铝包覆锂离子电池正极材料的制备方法。

背景技术：

锂离子电池具备无记忆效应、环境友好、能量密度高等优点，经过数十年的发展，广泛应用在笔记本电脑、手机、摄像机等便携式电子设备中，给人们生活带来了极大的便利。而且近来已经在动力电池以及其它大型储能电池领域都表现出令人瞩目的发展前景。电子产品的巨大需求和电动汽车电池等工业潜在巨大市场，使得开发高比容量、低成本、更加安全可靠的新一代锂离子电池成为化学电源领域一个新的研究焦点。

目前，锂离子电池常用的正极材料一般选择电势(相对金属锂电极)较高且在空气中稳定的含锂过渡金属氧化物，如LiCoO2等，但是其成本较高，且锂离子电池在过充时的安全性能有待提高，在充电过程中有很强的氧化性，易于电解液发生反应。

发明内容：

本发明的目的是提供一种氧化铝包覆锂离子电池正极材料的制备方法，该制备方法过程中，无氨氮物质的排放，对环境无害，工艺简单，易于操作，对设备要求低，由该方法制备的氧化铝包覆锂离子电池正极材料，晶格稳定，电化学性能优异，离子扩散好，安全性高，使用寿命长，氧化铝包覆均匀。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种氧化铝包覆锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将钴盐、镁盐和去离子水混合搅拌均匀，加入缓控剂，搅拌混合均匀得到混合溶液，将混合溶液和沉淀剂分别以0.5-5升/小时、0.01-3升/小时的速度同时加入反应容器中，在pH为9-12，温度为50-80℃下反应1-3h，得到沉淀物，将沉淀物用50-80℃水洗涤多次，100℃下，真空干燥，得到钴镁氢氧化物；

(2)将步骤(1)得到的钴镁氢氧化物和锂源化合物、水混合均匀，在500-1000W的功率下超声处理2-6h，然后过滤，烘干，然后在50-130℃，压力0.1Mpa，氧气体积百分含量14-20％的空气气氛条件下，热定性1-5小时，继续在500-800℃，压力0.1Mpa，氧气体积百分含量14-20％的空气气氛条件下，高温重构10-25小时，得到钴镁锂氧化物正极材料；

(3)将步骤(2)得到的钴镁锂氧化物正极材料和铝盐、水混合搅拌均匀，加入缓控剂，然后以1-3.5mL/min的速度加入氢氧化钠溶液，混合均匀后，转移至水热釜，在100-150℃下反应5-10h，反应结束后，冷却至室温，过滤，干燥，然后在马弗炉中处理，得到氧化铝包覆锂离子电池正极材料。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，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，步骤(1)中，所述缓控剂为柠檬酸、水杨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，混合溶液中钴离子、镁离子的总浓度为40-130g/L，并且其总重量与缓控剂的重量比为1000：0.5-15。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述热定性的条件为100℃，压力0.1Mpa，氧气体积百分含量16-20％的空气气氛条件下，热定性3小时。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述高温重构的条件为800℃，压力0.1Mpa，氧气体积百分含量14-20％的空气气氛条件下，高温重构12小时。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述钴镁锂氧化物正极材料与铝盐、水的摩尔比为1:1:50-100。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述铝盐为氯化铝、硝酸铝中的一种或两种混合。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5-1mol/L，其加入速度为2.5mL/min。

作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述反应的温度为120℃，所述反应的时间为8h。

本发明具有以下有益效果：

本产品是在无色无味的柠檬酸或者与水杨酸混合物体系中合成，是清洁生产工艺，并且钴镁二元素分布均匀，废水处理过程的COD处理简单，并且无后续混合工序，能耗低；