[发明专利]包覆铝的镍钴锰酸锂的制备方法和锂电池

说明书

本发明提供的包覆铝的镍钴锰酸锂的制备方法和锂电池，涉及材料制备方法技术领域。该方法包括湿法混合、湿法球磨、喷雾干燥、一次烧结、干法球磨、二次烧结几个步骤。通过干法球磨将三氧化二铝包覆在第一次烧结得到的镍钴锰酸锂的表面，由于采用干法球磨，锂离子不易在负极表面形成锂枝晶，经过二次烧结后克容量不会大幅度降低，在一定程度上提高了材料的性能。该包覆铝的镍钴锰酸锂的制备方法不仅可以提高三元材料的循环性能，提高活性物质利用率，而且二次烧结后，材料的克容量明显有所改善。本发明提供的锂电池，采用上述的包覆铝的镍钴锰酸锂的制备方法制成，电化学性能好，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及材料制备方法技术领域，具体而言，涉及一种包覆铝的镍钴锰酸锂的制备方法和锂电池。

背景技术

三元材料通过Ni-Co-Mn的协同效用，结合了三种材料的特点：LiCoO₂的良好循环性能，LiNiO₂的高比能量和LiMnO₂的高安全性及低成本，已成为目前最具发展前景的新型锂离子电池正极材料之一。

但是按照传统的烧结方法，三元材料经过二次烧结后克容量明显降低，导致三元材料的稳定性不好，电化学性能降低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的包括提供一种包覆铝的镍钴锰酸锂的制备方法，通过采用干法球磨的方法，将三氧化二铝包覆在第一次烧结得到的镍钴锰酸锂的表面，由于采用干法球磨，保证两者在混合均匀的基础上，结构不会被破坏，只是物理层面的混合均匀，这样锂离子不易在负极表面形成锂枝晶，经过二次烧结后克容量就不会大幅度降低，在一定程度上提高了材料的性能。该包覆铝的镍钴锰酸锂的制备方法不仅可以提高三元材料的循环性能，提高活性物质利用率，而且二次烧结后，材料的克容量明显有所改善。

本发明的目的还包括提供一种锂电池，该锂电池采用上述的包覆铝的镍钴锰酸锂的制备方法制造，二次烧结后三元材料的克容量不会大幅度降低，同时提高了三元材料的循环稳定性和活性物质利用率。该锂电池使用寿命长，质量好。

本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提供的一种包覆铝的镍钴锰酸锂的制备方法，包括以下步骤：

湿法混合，将镍钴锰三元前驱体与锂离子在水溶液中搅拌、混合，得到混合液。

湿法球磨，将所述混合液进行球磨，进一步混合均匀。

喷雾干燥，将所述湿法球磨后的混合液进行喷雾干燥，制得一次粒子。

一次烧结，将所述一次粒子置于马弗炉中烧结，保温12小时至20小时，制得镍钴锰酸锂。

干法球磨，将所述镍钴锰酸锂与三氧化二铝进行干法球磨，并烘干。

二次烧结，将所述干法球磨后的球形镍钴锰酸锂置于马弗炉中烧结，保温4小时至6小时，制得包覆铝的镍钴锰酸锂。

进一步地，所述湿法混合步骤中，包括：

配置重量比浓度为20％至40％的氢氧化镍钴锰酸锂的水溶液。

配置重量比浓度为25％至35％的氢氧化锂水溶液或碳酸锂水溶液。

并将二者混合，锂与镍钴锰的摩尔比为1.05：1至1.1：1。

进一步地，将所述氢氧化镍钴锰酸锂的水溶液与所述氢氧化锂水溶液进行搅拌混合，搅拌时间为2小时至6小时，制得悬浮液。

或者，将所述氢氧化镍钴锰酸锂的水溶液与所述碳酸锂水溶液进行搅拌混合，搅拌时间为2小时至6小时，制得悬浮液。