本发明专利技术公开了一种锂离子电池正极前驱体材料，属于锂离子电池技术领域。其正极前驱体材料为钴镁锰多元氧化物，表面包覆有纳米氧化钛，所述钴镁锰多元氧化物与氧化钛的摩尔比为6-10:1。本发明专利技术还公开了该锂离子电池正极前驱体材料的制备方法。本发明专利技术提供的锂离子前驱体正极材料循环性能和倍率性能好，晶体结构稳定，安全性好，电化学性能稳定，外面包覆的纳米氧化钛分散性好，制备过程中无有毒物质释放，成本低，经济环保。
【技术实现步骤摘要】
:本专利技术涉及锂离子电池领域，具体的涉及一种锂离子电池正极前驱体材料。
技术介绍
:锂离子动力电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等突出优点，目前被广泛应用于各类便携式电子产品，从而为其所使用的动力锂离子电池用正极材料及其前驱体的需求将会带来极大的需求。目前动力锂离子电池前驱体主要有四氧化三钴、三氧化二锰、羟基磷酸铁、氧化钴镍，羟基镍钴锰，羰基钴镁锰等等，其制备的工艺路线，按照制备形态分为湿法、干法、或者二者串并兼具。按照制备的化学机理有化学沉淀法、电化学法、氧化还原法、复分解反应及这几种机理的综合等，主反应过程的搅拌方式有气体鼓泡法、推进搅拌法、外力阻尼法等一种或者几种兼具，制备过程的助剂有氨基化合物、铵盐等一种或者多种同时兼用，根据相关资料显示，这些技术在锂离子动力电池正极材料前驱体钴镁锰氧化物制备方法的应用中存在如下问题:(I)制得的晶体结构不稳定，晶格容易变形，以至其他的原子、电子、离子迀移困难或者不均匀；(2)所得产品的电化学性能不稳定，使用寿命短，安全性差；(3)制备过程产生对环境有害的氨(NH3)、氨氮化合物(NH+)等；(4)生产成本大且能耗高。且目前所制备的锂离子电池正极材材料电化学性能不是很好，循环稳定性较差，这就需要对其进行表面改性。
技术实现思路
:本专利技术的目的是提供一种锂离子电池正极前驱体材料，其循环性能和倍率性能好，晶体结构稳定，安全性好，电化学性能稳定，外面包覆的纳米氧化钛分散性好，制备过程中无有毒物质释放，成本低，经济环保。本专利技术的另一个目的是提供该锂离子电池正极前驱体材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案:一种锂离子电池正极前驱体材料，该正极前驱体材料为钴镁锰多元氧化物，其表面包覆有纳米氧化钛，钴镁锰多元氧化物与氧化钛的摩尔比为6-10:1，且纳米氧化钛的粒径大小为5-lOnm。一种锂离子电池正极前驱体材料的制备方法，包括以下步骤:(I)将钴盐、镁盐、锰盐溶解于水，搅拌混合均匀，加入缓控剂，超声l_2h，得到混合溶液A ；(2)将步骤(I)得到的混合溶液A和沉淀剂同时加入到反应容器中，并确保反应容器内的物料处于径向和轴向运动，共沉淀，得到混合浆料，将混合浆料在80-100°C的水中浸洗，得到钴镁锰氢氧化物基体；(3)将步骤(2)得到的钴镁锰氢氧化物基体和环己烷混合均匀，加入三乙胺，缓慢滴入钛酸四丁酯，在60-80 0C下，通入带水的氮气，回流12-24h，冷却至室温，过滤，100 °C下真空干燥，得到固体粉末；(4)将步骤(3)得到的固体粉末，热定性2-6h，再在600-800°C，氩气气氛下热处理6-12h，随炉冷却，得到锂离子电池正极前驱体材料。作为上述技术方案的优选，步骤(I)中，所述钴盐为磷酸钴、硝酸钴、硫酸钴一种或者多种混合，所述镁盐为氯化镁、硝酸镁一种或者二种混合，所述锰盐为氯化锰、硝酸锰、硫酸锰一种或者多种混合。作为上述技术方案的优选，步骤(I)中，所述缓控剂为柠檬酸，柠檬酸的添加量为钴盐、镁盐、锰盐总重量的0.1% -0.25%，柠檬酸无含氨基团，避免了生产过程中氨氮的排放，有利于环境保护。作为上述技术方案的优选，步骤(I)中，所述超声的功率为1000W，所述超声的时间为lOOmin，通过合理的超声时间和超声功率，使得钴盐、镁盐、锰盐充分与缓控剂充分混合均匀，从而更好的控制沉淀的速度。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述混合溶液A、沉淀剂加入到反应容器的速度分别为1.5-6.5升/小时、0.05-0.25升/小时。作为上述技术方案的优选，7、如权利要求2所述的一种锂离子正极前驱体材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述钴镁锰氢氧化物基体、环己烷、三乙胺、钛酸四丁酯的摩尔比为6-10:30-50:2-5:1。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述钛酸四丁酯的加入速度为0.1-ο.2mL/min，钛酸四丁酯的加入速度会影响到其水解速度，从而影响到纳米氧化钛的粒径大小。作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述热定性的条件为50_130°C，压力0-0.1Mpa(表压)，氧气体积百分含量14-20%的空气气氛。作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述热处理温度为680°C，热处理时间为12h0本专利技术具有以下有益效果:(I)本专利技术采用无色无味的柠檬酸混合物体系作为缓控剂，是清洁生产工艺，并且钴镁锰各元素分布均匀，废水处理过程的COD处理简单，并且无后续混合工序，能耗低；(2)本专利技术采用单步法制备纳米氧化钛包覆钴镁锰多元氧化物，合理控制钛酸四丁酯的滴入速度和反应时间，使得制备的纳米氧化钛粒径为5-10nm，且几乎无团聚，均匀的包覆在钴镁锰多元氧化物表面，大大提高了锂离子电池正极材料的循环性能、安全性和倍率性能；(3)本专利技术提供的锂离子电池正极材料电化学性能稳定，晶体结构稳定，且制备过程中无有毒物质释放，成本低，经济环保。【具体实施方式】:为更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1(I)将钴盐、镁盐、锰盐溶解于水，搅拌混合均匀，加入缓控剂，在1000W的功率下超声lh，得到混合溶液A;(2)将步骤(I)得到的混合溶液A和沉淀剂分别以1.5升/小时、0.05升/小时的速度同时加入到反应容器中，并确保反应容器内的物料处于径向和轴向运动，共沉淀，得到混合浆料，将混合浆料在80-100°C的水中浸洗，得到钴镁锰氢氧化物基体；(3)将步骤(2)得到的钴镁锰氢氧化物基体和环己烷混合均匀，加入三乙胺，以0.lmL/min的速度滴入钛酸四丁酯，在60°C下，通入带水的氮气，回流12h，冷却至室温，过滤，100°c下真空干燥，得到固体粉末；(4)将步骤(3)得到的固体粉末，在50°C，压力0-0.1Mpa (表压)，氧气体积百分含量14-20 %的空气气氛条件下，热定性2h，再在600°C，氩气气氛下热处理6h，随炉冷却，得到锂离子电池正极前驱体材料。实施例2(I)将钴盐、镁盐、锰盐溶解于水，搅拌混合均匀，加入缓控剂，在1000W的功率下超声1.2h，得到混合溶液A;(2)将步骤⑴得到的混合溶液A和沉淀剂分别以2升/小时、0.1升/小时的速度同时加入到反应容器中，并确保反应容器内的物料处于径向和轴向运动，共沉淀，得到混合浆料，将混合浆料在80-100°C的水中浸洗，得到钴镁锰氢氧化物基体；(3)将步骤(2)得到的钴镁锰氢氧化物基体和环己烷混合均匀，加入三乙胺，以0.12mL/min的速度滴入钛酸四丁酯，在65°C下，通入带水的氮气，回流16h，冷却至室温，过滤，100°c下真空干燥，得到固体粉末；(4)将步骤(3)得到的固体粉末，在60°C，压力0-0.1Mpa (表压)，氧气体积百分含量14-20 %的空气气氛条件下，热定性3h，再在650°C，氩气气氛下热处理7h，随炉冷却，得到锂离子电池正极前驱体材当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池正极前驱体材料，其特征在于，该正极前驱体材料为钴镁锰多元氧化物，其表面包覆有纳米氧化钛，钴镁锰多元氧化物与氧化钛的摩尔比为6‑10:1，且纳米氧化钛的粒径大小为5‑10nm。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄文成，
申请(专利权)人：苏州珍展科技材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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