[发明专利]一种倍率型镍钴铝正极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种倍率型镍钴铝正极材料及其制备方法和应用。该制备方法包括如下步骤：S1：将锂源和有机酸溶解，加入增稠剂调节粘度为150～200mPa·S，再加入Ni_1‑x‑yCo_xAl_y(OH)₂前驱体得料浆，然后研磨后喷雾干燥造粒得颗粒；S2：将颗粒于含氧气氛下700～900℃烧结，即得所述倍率型镍钴铝正极材料。本发明通过有机酸和增稠剂来调配料浆，再利用喷雾干燥造粒技术得到颗粒，可调节烧结后二次颗粒的表面形貌，得到的镍钴铝正极材料二次颗粒为结实多孔球形，改善了锂离子嵌入和脱出路径，倍率性能显著提高。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种倍率型镍钴铝正极材料及其制备方法和应用。

背景技术

在高镍系三元正极材料LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂中，LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂以其高的实际放电比容量和较低的成本，引起了广大科研工作者的高度重视。共沉淀法因为操作简单，可实现不同元素之间原子水平的均匀混合、能够控制前驱体的形貌和粒度、合成温度低、重复性和批次稳定性好，因此，在工业生产中，大多使用共沉淀法合成锂离子电池正极材料的前驱体。但是，在应用共沉淀法合成Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂其二次颗粒为密实的球形，具有较高的振实，用其烧结出来的LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂其二次颗粒也为密实的球形，在充放电过程中锂离子嵌入和脱出路径较长，这对电池的倍率性能不利。

因此，开发一种多孔的的球形LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂正极材料，改善锂离子嵌入和脱出路径，提高其倍率性能具有重要研究意义和经济。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中密实球形的LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂二次颗粒在充放电过程中锂离子嵌入和脱出路径较长，对电池的倍率性能不利的缺陷和不足，提供一种倍率型镍钴铝正极材料的制备方法。本发明通过有机酸和增稠剂来调配料浆，再利用喷雾干燥造粒技术得到颗粒，可调节烧结后二次颗粒的表面形貌，得到的镍钴铝正极材料二次颗粒为结实多孔的类球形结构，改善了锂离子嵌入和脱出路径，倍率性能显著提高。

本发明的另一目的在于提供一种倍率型镍钴铝正极材料。

本发明的另一目的在于提供上述倍率型镍钴铝正极材料在制备锂离子电池中的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种倍率型镍钴铝正极材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：将锂源和有机酸在纯水中溶解，加入增稠剂调节粘度为150～200mPa·S，再加入Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂前驱体得料浆，然后研磨后喷雾干燥造粒得颗粒；所述锂源中的锂元素和有机酸电离的H⁺的摩尔比为1:0.84～1.20；所述锂源和Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂的摩尔比为1.0～1.05:1；所述Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂中x，y的取值为0＜x≤0.2，0＜y≤0.1。