[发明专利]锂离子电池正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：a、前驱体的制备；b、高温固相烧结；c、表面包覆。本方法制得的镍钴锰三元正极材料拥有良好的结晶性，颗粒大小均一，分布均匀。拥有理想的层状结构，可提升其电化学性能。经表面包覆的正极材料，其首次放电容量有所增加。循环测试性能结果表明，经过20次循环，未经包覆的正极材料电池容量开始急剧衰减，而经表面包覆的样品依旧呈现较高的容量保持率和很好的循环稳定性。其中有样品30个循环之后几乎无衰减。表明包覆材料Li₇La₃Zr₂O₁₂可以显著提高电池的循环性能。

技术领域

本发明具体涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法。

背景技术

景技术

锂离子电池具有工作电压高，质量轻，体积小，能量密度高，无记忆 效应，自放电小，循环寿命长等优点受到广泛应用。自1991年索尼公司 发布首个商业化锂离子电池，到今天锂离子电池已在消费类数码电子产 品上广泛应用。近年来随着新能源汽车产业的发展，带动锂离子汽车动 力电池快速发展，需要更高能量密度、更好的安全性能以及更低成本的 锂离子电池来满足市场需求。

正极材料是锂离子电池的主要组成部分之一。近年来，锂镍钴锰 (Li－Ni－Co－Mn)材料被认为是一种很有前途的三元正极材料，其具有一 种层状结构，相比较其他正极材料，具有成本低、放电容量高的和安全 性能好等优势。

固相合成法是合成粉体材料的一种常用方法，反应物进行固相反应，在 高温下煅烧合成，是目前制备各种正极材料比较成熟的方法。按化学计 量比称取三元材料金属元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐，进行球磨混 合，使原料混合均匀后，再经过高温处理后得到性能良好的产物。高温 固相合成法工艺简单，但存在以下缺点：(1)粉体原料需要长时间的研 磨混合，且混合均匀程度有限；(2)产物的组成、结构、粒度分布等方 面存在较大的差异，有批次性问题，导致材料电化学性能不易控制。本 发明提供一种固相合成+表面包覆制备锂镍钴锰正极材料的方法，对传统 的固相合成法得到的材料进行改性提高。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池正极材料的制 备方法。

一种锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：a、前驱体 的制备；

b、高温固相烧结；

c、表面包覆。

进一步，a步骤为：按1：1：1称量等摩尔量的分析纯CoAc₂·4H₂O、 NiAc₂·4H₂O、MnAc₂·4H₂O，在微加热以及搅拌下，用去离子水溶解配成 溶液A；再用和上述三种盐的金属离子总摩尔量相等的(NH₄)₂C₂O₄·H₂O用 作沉淀剂，称量稍过量的分析纯(NH₄)₂C₂O₄，同样在微加热(30℃)以及 搅拌下用去离子水溶解配成溶液B；然后将溶液用作底液，在高速搅拌的条件下，将溶液A往溶液B中滴加；滴加完之后，继续搅拌0.5h，静 置3～5h，使得沉淀完全；倒去上层清液，放入鼓风干燥箱中过夜干燥； 再加入3倍摩尔量的LiOH研磨。在空气氛、450℃下预烧8h，制得前驱 体；

b步骤为：将制得的前驱体粉末在2MPa下压片，置于马弗炉、空 气氛下，900℃烧结24h制得镍钴锰三元正极材料样品，样品命名为LNCM。

c步骤为：表面包覆