[发明专利]一种锂离子电池三元正极材料镍钴铝及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202010403757.0 申请日: 2020-05-13
公开(公告)号: CN111477866B 公开(公告)日: 2021-05-14
发明(设计)人: 胡小萍;周少雄 申请(专利权)人: 江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司
主分类号: H01M4/525 分类号: H01M4/525;H01M10/0525
代理公司: 北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙) 11387 代理人: 荣红颖;刘春成
地址: 213034 江苏省*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 锂离子电池 三元 正极 材料 镍钴铝 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种锂离子电池三元正极材料镍钴铝的制备方法,其特征在于,所述制备方法依次包括:

氢氧化镍钴前驱体的制备步骤:采用湿法化学共沉淀法制备所述氢氧化镍钴前驱体,所述氢氧化镍钴前驱体的表达式为(Ni0.85Co0.15)(OH)2

第一次球磨处理步骤:将所述氢氧化镍钴前驱体与纳米Al2O3进行第一次球磨处理,得到镍钴铝前驱体,所述第一次球磨为湿法球磨,介质为无水乙醇,球磨速度为350-800 rpm,球料比为10:1,球磨时间为3-5 h;所述纳米Al2O3为纳米球,粒径为100-200nm;

第二次球磨处理步骤:将所述镍钴铝前驱体与锂源进行第二次球磨处理;

烧结步骤:将所述第二次球磨处理的产物进行烧结处理,所述烧结温度为650-680 ℃,得到所述三元正极材料镍钴铝,所述烧结处理的整个过程保持通氧量为反应需求量的10倍以上。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氢氧化镍钴前驱体的制备步骤包括:

S11,将镍盐和钴盐溶于水中,搅拌均匀,得到镍钴混合盐溶液;

S12,将底液注入反应釜中,开启搅拌器,升温至设定反应温度后,然后向反应釜中注入所述镍钴混合盐溶液、络合剂溶液和沉淀剂溶液进行共沉淀反应,然后陈化,陈化后生成的沉淀物经清洗、抽滤、干燥处理后得到所述氢氧化镍钴前驱体。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,

所述S11中,所述镍盐为硫酸镍、氯化镍和醋酸镍中的一种或多种;所述钴盐为硫酸钴、氯化钴和醋酸钴中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,

所述S12中,所述络合剂溶液和所述沉淀剂溶液以及所述镍钴混合盐溶液通过蠕动泵注入反应釜,所述蠕动泵的转速为3-10 rpm。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述蠕动泵的转速为5 rpm。

6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述S12中,所述底液为氨水,所述络合剂溶液为氨水;所述沉淀剂溶液为氢氧化钠溶液。

7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述S12中,所述共沉淀反应的体系中,镍钴金属离子、氨水和氢氧化钠的摩尔比为1:(0.5-2):(2-4)。

8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述S12中,所述共沉淀反应的体系中,pH控制在9.5-13.5。

9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述共沉淀反应的体系中,pH控制在11。

10.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,

所述S12中,所述设定反应温度为60-85℃;所述共沉淀反应的时间为1-4 h;反应釜内搅拌速度为200-400rpm。

11.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述设定反应温度为78-82℃。

12.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,反应釜内搅拌速度为350rpm。

13.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述S12中,陈化时间为3-8 h。

14.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述S12中,所述清洗、抽滤处理交替进行多次,直至滤液的pH值小于11。

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