[发明专利]一种锂离子电池用镍钴锰三元正极材料及其制备方法

说明书

一种锂离子电池用镍钴锰三元正极材料及其制备方法，所述三元正极材料由以下方法制成：（1）将镍源、钴源、锰源和软模板溶于多元醇中，得混合溶液；（2）进行回流反应，冷却，离心，洗涤，干燥，得金属醇盐；（3）在空气或氧气中煅烧，冷却，得前驱体；（4）与锂源分散于低级醇中，加热搅拌至蒸干，得黑色粉末；（5）在空气或氧气气氛中煅烧，冷却，即成。本发明材料前驱体和三元正极材料颗粒均匀，均呈空心球状结构；所得三元正极材料组装成电池，在3.00～4.40V，15mA/g下，首次放电克容量可高达196mAh/g，首效可高达81.5%，循环20圈，保持率可高达95%；本发明方法简单，成本低，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法，具体涉及一种锂离子电池用镍钴锰三元正极材料及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，各种电子产品和电动汽车的普及，对作为其能源的电池提出了更高的要求。锂离子电池凭借其能量密度高、环境友好等优点得以广泛的应用。目前，锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等，其中，三元材料凭借其成本较低、比容量高、循环性能优异等特点脱颖而出。

CN 103280572 A公开了一种镍钴锰三元材料的制备方法，是将可溶性锂、镍、钴、锰以及镥盐配成溶液，与一定浓度的氢氧化钠和氨水泵入反应釜体；通过控制温度和pH值得到三元材料的前驱体，然后将该前驱体与锂源混合煅烧而成。但是采用该方法制备三元材料前驱体，对制备过程中的温度、pH、氨水浓度等反应条件控制要求较高，制备过程较为繁琐。

CN 104393278 A公开了一种通过共沉淀法制得氢氧化镍钴锰沉淀的方法，是将氢氧化镍钴锰沉淀用洗涤溶液，即通入二氧化碳的去离子水洗涤，控制洗涤溶液的pH值为6.50～6.70；洗涤完成后，抽滤、干燥，得到前驱体氢氧化镍钴锰三元材料；然后与碳酸锂进行混合，置于高温炉内分段烧结；烧结完成后，将材料取出，用破碎机破碎得到镍钴锰酸锂三元材料。但是，该方法条件控制较为严格，且前驱体由于在碱性条件下制备，碱性过高，需要进行洗涤，过程复杂。

CN103117380 A 公开了一种镍钴锰酸锂三元材料的制备方法，是将镍盐、钴盐、锰盐、碱液、氨水加入反应釜通过共沉淀法合成镍钴锰三元前驱体，用特制洗液洗涤后，采用混料机混锂，同时采用离子掺杂、包覆的方式对其进行改性。但是，该方法制备三元材料所使用的共沉淀方法的反应条件控制复杂，形貌不均匀，需要进行掺杂和包覆，成本较高。

CN103296249A公开了一种掺杂改性锂镍钴锰的制备方法，是采用镍盐、钴盐、锰盐、沉淀剂、形貌控制剂、纳米金属氧化物分散液加入反应釜，通过共沉淀法合成镍钴锰三元前驱体，再经过混锂、煅烧后制成镍钴锰酸锂三元材料。但是，该方法采用的共沉淀以及纳米金属氧化物进行掺杂的工艺，不仅反应条件控制复杂，且制备流程较长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种导电性好、放电克容量高，循环性能好，制备流程简单，成本低，适用于工业化生产的锂离子电池用镍钴锰三元正极材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种锂离子电池用镍钴锰三元正极材料，由以下方法制成：

（1）将镍源、钴源、锰源和软模板溶解于多元醇溶剂中，得混合溶液；

（2）将步骤（1）所得混合溶液进行回流反应，自然冷却至室温，离心，洗涤，干燥，得金属醇盐；

（3）将步骤（2）所得金属醇盐在空气或氧气气氛中煅烧，随炉冷却至室温，得前驱体；

（4）将步骤（3）所得前驱体与锂源分散于低级醇中，加热搅拌至蒸干，得黑色粉末；

（5）将步骤（4）所得黑色粉末在空气或氧气气氛中煅烧，随炉冷却至室温，得锂离子电池用镍钴锰三元正极材料。