[发明专利]一种镍钴锰酸锂复合材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种镍钴锰酸锂Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)O₂复合材料及其制备方法。

背景技术

在锂电池未来的发展中,三元材料系(NCA/NCM)将逐渐趋于主流。三元材料，镍钴锰酸锂NCM被认为是未来的发展趋势，其以镍、钴、锰为原料，通过调配三者的比例，来获得不同的电极特性。

随着新能源汽车市场的不断发展，对于电池的续航能力以及比能量的要求不断提高。高镍三元材料NCM由于不断提高镍的比例，在比能量上具有明显优势，因此备受关注，特别是在811产品研发上。镍钴锰(NCM) 材料，产品型号从111三元(N:C:M＝1:1:1)到433，532，622，811。随着镍含量递增，电池能量密度也相应得到了提十，111型三元电池能量密度约为2.0KWh/L，及至622型，能量密度可达2.3KWh/L。

随着三元锂电池客车市场的解禁和新能源汽车政策对于能量密度的要求，三元锂电池将是市场的必然选择，而要在2020实现单体能量密度 350wh/kg，三元811体系就显得尤为重要；另外，钴作为稀缺资源，三元811 中所需钴的比例相对较少，受钴价波动影响较小。

然而，现有技术的NCM811存在着易吸水，电池制作过程中加工难的问题，制约了它在动力及储能领域中的大规模应用。

发明内容

针对现有技术三元材料NCM存在的上述技术缺陷,本发明提供了一种镍钴锰酸锂Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)O₂复合材料及其制备方法。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：一种镍钴锰酸锂复合材料的制备方法,包括如下步骤：

(1)将锂源、镍源、锰源和钴源按照Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)O₂中各元素的化学计量比称量在溶剂介质中一次球磨后，进行一次预烧，冷却后得到前驱体；

(2)将所述前驱体在砂磨机中二次球磨，经过干燥后，再在氧气氛中进行二次煅烧得到镍钴锰酸锂材料；

(3)将得到的镍钴锰酸锂材料在溶解有疏水材料的溶液中搅拌，干燥后进行三次煅烧，得到镍钴锰酸锂材料复合材料。

本发明优选的技术方案中，所述疏水材料的质量为所述镍钴锰酸锂材料质量的0.1％～5％。

本发明优选的技术方案中，所述疏水材料为聚氨酯材料。

本发明优选的技术方案中，所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂中的一种，镍源选自草酸镍、硝酸镍、碳酸镍，氢氧化镍中的一种，锰源选自硝酸锰、碳酸锰、氢氧化锰中的一种，钴源选自硝酸钴、氢氧化钴、四氧化三钴中的一种。

本发明优选的技术方案中，所述一次球磨的溶剂为丙酮、乙醇等的一种，球磨时间为2h～5h。

本发明优选的技术方案中，所述二次球磨的溶剂为去离子水，球磨时间为2h～5h。

本发明优选的技术方案中，所述一次预烧，温度为300～500℃， 0.5h～10h；所述二次煅烧，温度为500～1000℃，0.5h～15h；其中：所述三次煅烧，温度为300～500℃，0.5h～10h。

本发明优选的技术方案中，所述步骤(1)中，所述冷却为自然冷却，所述步骤(2)中，所述干燥的方法为喷雾干燥，所述喷雾干燥的温度为 110℃～300℃，优选地，110℃～200℃；为所述步骤(3)中，三次煅烧的气氛为氧气或空气。

本发明第二方面提供一种镍钴锰酸锂材料复合材料,其包括811镍钴锰酸锂和包覆在811镍钴锰酸锂表面的疏水材料。

本发明优选的技术方案中，所述疏水材料为聚氨酯材料。

本发明优选的技术方案中，所述疏水材料的质量为所述镍钴锰酸锂材料质量的0.1％～5％。

本发明优选的技术方案中，镍钴锰酸锂复合材料的制备方法,包括如下步骤：

(1)将锂源、镍源、锰源和钴源按照Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)O₂中各元素的化学计量比称量在溶剂介质中一次球磨后，进行一次预烧，冷却后得到前驱体；

(2)将所述前驱体在砂磨机中二次球磨，后喷雾干燥，再在氧气氛中进行二次煅烧得到811镍钴锰酸锂材料；