[发明专利]一种碳包覆三元正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种碳包覆三元正极材料的制备方法。本发明所述的碳包覆三元正极材料，把前驱体湿法共沉淀包覆技术和高温固相分段烧结技术相结合，同时使用添加助熔剂的方法降低材料的熔点，使前驱体和锂盐处在一个熔融的环境中，加速金属离子的扩散，使晶粒在较低的温度下开始生长发育；碳包覆即可显著提高复合材料的倍率性能，既能保证正极材料制备的锂离子电池的高能量密度，又能提高其功率密度，并且降低了生产成本。

主权项

一种碳包覆三元正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）将硫酸镍溶液、硫酸钴溶液和硫酸锰溶液按Ni：Co：Al摩尔比为60：20：20混合均匀，然后向溶液中加入NaOH或KOH溶液中和，通过控制结晶法产生三元系的氢氧化物Ni0.6Co0.2Al0.2(OH)2的沉淀，然后将得到的沉淀过滤、洗涤后，在100‑150℃下干燥4‑8h；（2）在气氛炉中，通入氧气或空气，将在步骤（1）所得产物在300‑600℃下进行热处理10‑12小时后自然冷却，得到氧化物；（3）将在步骤（2）所得氧化物和锂盐按氧化物中的金属阳离子与Li离子的摩尔比1:1‑1.15进行混合，混合过程中同时加入助熔剂，其加入的质量为锂盐和氧化物总质量的5‑10%；充分混匀后，将反应物在空气流或氧气流中分两段烧结，首先在700‑800℃的空气流条件下烧结6‑8小时，然后将烧结温度升至850‑950℃，再在氧气流中烧结10‑12小时，烧结完毕后随炉冷却，得到复合氧化物；将得到的复合氧化物进行粉碎、分级、过300目筛，得到三元系复合氧化物LiNi0.6Co0.2Al0.2O2基体材料；（4）将步骤(3)中所得的基体材料加入到重量百分含量为0.2‑0.3％的蔗糖水溶液中，并搅拌配成均匀悬浊液，将上述悬浊液在不停地搅拌下通过喷雾干燥器进行喷雾干燥，得到干燥粉末，进口温度为150‑180℃，旋风指标100％，进料速度为10‑15ml/min‑1，干燥粉末被流速为10‑15L/min的空气载气引入到已经 加热到350‑400℃的反应器中，出口温度100‑150℃，收集得到碳包覆三元正极材料。