本发明专利技术公开了4.5v锂电池正极材料及其生产方法以及4.5v锂电池正极材料前驱体生产方法，包括以下步骤：配置浓度为0.2～3.0mol/L的镍钴混合溶液，并混合添加剂；然后将镍钴混合溶液加入反应釜，同时并流加入络合剂和氢氧化钠溶液，并且通入氧化剂进行氧化，加料的同时对反应釜中的液体进行持续搅拌；最后将反应釜中溢出的物料进行固液分离、洗涤、脱水和热处理，便可得到锂电池正极材料前驱体(Co1-x-yNixMy)3O4，本发明专利技术制备的高电压锂电池正极材料前驱体具有高电压性能，在4.5V电压下成品电池的放电容量＞180mAh/g，常温下1C/1C循环1000次容量保持率≥80％，上述前驱体，反应皆在溶液中进行，容易通过调整反应条件可获得高振实密度，大粒径颗粒的前驱体。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池正极材料制备
，涉及一种4.5v锂电池正极材料及其生产方法以及4.5v锂电池正极材料前驱体生产方法
技术介绍
锂离子电池上世纪末发展起来的新一代可充式电池，具有重量轻，比能量大，体积小等优异的性能，在数码产品如手机、笔记本电脑等产品中广泛使用，并在逐步向其他产品应用领域发展。随着手机、笔记本电脑等移动便携式电子产品的进一步多功能化和小型化，对电池输出能量密度的要求越来越高，常规电压4.2V的钴酸锂已经不能满足不断提高的体积容量密度的要求，研究发现，提高锂离子电池正极材料的充电电压，进而提高锂离子电池体积能量密度成为一种有效途径，现有的锂离子电池的充放电区间基本在3.0～4.2V之间，而以钴酸锂为正极材料的锂离子电池充电到4.5V时能够增加15％以上容量，目前对于高电压正极材料的研究均通过对正极材料的掺杂，包覆等方式提高材料的高电压性能。如中国授权公告号CN103236532B的文件公开了一种具有4.5V电压平台的锂离子电池正极材料制造方法，该方法包括以下步骤：将可溶性的锂盐、镍盐和锰盐化合物按金属离子摩尔比为Li：Ni：Mn＝1：0.5：1.5的比例配好，溶解后搅拌均匀，溶液中金属离子总浓度为0.2～5mol/L；溶解后加入络合剂，然后将溶液放入密封的容器，再将溶液加热到150～200℃，在搅拌状态下，加入浓度为0.5～5mol/L的氢氧化锂或氢氧化钠溶液，直到pH值达到10～13；恒温搅拌10～24小时，降温，将产物过滤、洗涤、烘干后得到LiNi0.5Mn1.5O4材料。对于其前驱体的研究较少，高电压正极材料同样需要具有高电压性能的前驱体原料，如何制备具有高电压性能的前驱体，尤其是4.5V的前驱体，将是4.5V锂电池正极材料制备的关键技术难点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是解决上述现有技术的不足，提供一种4.5v锂电池正极材料前驱体生产方法，该方法可以得到具有高电压性能的前驱体，该前驱体烧结后制成电池，其充放电电压可以达到4.5v以上。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种4.5v锂电池正极材料前驱体生产方法，包括以下步骤：1)配置浓度为0.2～3.0mol/L的镍钴混合溶液，并混合添加剂，添加剂M为Mg2+、Al3+中的一种或两种溶液，其中钴离子、镍离子、M的摩尔比为(1-x-y)：x：y，其中0.02≦x≦0.2之间，y≦0.01；2)将镍钴混合溶液加入反应釜，同时并流加入络合剂和氢氧化钠溶液，并且通入氧化剂进行氧化，加料的同时对反应釜中的液体进行持续搅拌，通过控制氢氧化钠的流量使反应过程中的PH值保持在9.5～10.5，反应温度保持在50～100℃；3)将反应釜中溢出的物料进行固液分离、洗涤、脱水和热处理，便可得到锂电池正极材料前驱体(Co1-x-yNixMy)3O4，其中0.02≦x≦0.2之间，y≦0.01。本专利技术另一方面还提供一种4.5v锂电池正极材料生产方法，包括以下步骤：将得到的前驱体与锂源在高效混合机中混合，然后对混合均匀后的物料进行进行煅烧、最后降温破碎可得到的锂电池正极材料。本专利技术另一方面还可以一种利用上述方法制备的4.5v锂电池正极材料。本专利技术与现有技术相比，其具有以下有益效果：1.反应连续进行，工艺稳定，操作性强；2.反应皆在溶液中进行，容易通过调整反应条件可获得高振实密度，大粒径颗粒的前驱体；3.镍钴化合物、添加元素在溶液中可以达到原子级混合，混合程度远大于粉末状的镍钴化合物，简化了在锂电池正极材料生产过程中的混合、煅烧等工序。附图说明图1为实施例1中得到的4.5v锂电池正极材料前驱体电镜图图2为对比例1中得到的4.5v锂电池正极材料前驱体粒径图图3为实施例1中得到的4.5v锂电池正极材料前驱体XRD物相图谱。具体实施方式为了更好地理解本专利技术的内容，下面结合具体实施例和附图作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于对本专利技术进一步说明，而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术所述的内容后，该领域的技术人员对本专利技术作出一些非本质的改动或调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例1以硫酸钴，硫酸镍，硫酸镁配制成，钴镍镁摩尔比为89:10:1，浓度2.0mol/L的混合溶液，氢氧化钠配制成30％浓度，配制18％氨水溶液，往5000L反应釜中加入纯水为反应底液，升温至80℃并保持反应过程中恒温80℃，调节搅拌功率为4.0kw/M3，将上述三种溶液同时并流加入反应釜中，同时通入空气，钴镍混合溶液流量为300L/H，反应釜氨浓度6.0g/L，通过PID控制自动调节氢氧化钠流量，维持反应过程中的PH值为10.0±0.2，连续加料反应，反应釜溢流出的物料经离心机固液分离、洗涤、脱水，于120℃进行热处理，得到黑色粉末，高电压锂电池正极材料前驱体(Co0.89Ni0.1Mg0.01)3O4，其振实密度为2.5g/cm3,粒径D50＝8.3um。将得到的锂电池正极材料前驱体加入高效混合机，同时加入锂源及添加剂Zr，Ti中的一种或多种，混合均匀后将物料加入辊道窑进行煅烧，煅烧后对物料进行冷却和破碎，再进行包覆，包覆元素为Mg，Al，Zr，Ti，其中的一种或两种，然后在100-900℃下进行二次烧成，再次粉碎过筛，既可得到高电压锂电池正极材料。图1为该实施例中得到的4.5v锂电池正极材料前驱体电镜图，图2为对比例1中得到的4.5v锂电池正极材料前驱体粒径图，图3为实施例1中得到的4.5v锂电池正极材料前驱体XRD物相图谱。实施例2以氯化钴，硝酸镍，硫酸镁配制成，钴镍镁摩尔比为94.5:5:0.5，浓度1.6mol/L的混合溶液，氢氧化钠配制成30％浓度，配制2％浓度的乙二胺四乙酸二钠溶液，往5000L反应釜中加入纯水为反应底液，升温至70℃并保持反应过程中恒温70℃，调节搅拌功率为8.0kw/M3，将上述三种溶液同时并流加入反应釜中，同时通入双氧水，钴镍混合溶液流量为300L/H，反应釜氨浓度6.0g/L，通过PID控制自动调节氢氧化钠流量，维持反应过程中的PH值为10.0±0.2，连续加料反应，反应釜溢流出的物料经离心机固液分离、洗涤、脱水，于240℃进行热处理，得到黑色粉末，高电压锂电池正极材料前驱体(Co0.945Ni0.05Mg0.005)3O4，其振实密度为2.6g/cm3,粒径D50＝12.6um。将得到的锂电池正极材料前驱体加入高效混合机，同时加入锂源及添加剂Zr，Ti中的一种或多种，混合均匀后将物料加入辊道窑进行煅烧，煅烧后对物料进行冷却和破碎，再进行包覆，包覆元素为Mg，Al，Zr，Ti，其中的一种或两种，然后在100-900℃下进行二次烧成，再次粉碎过筛，既可得到高电压锂电池正极材料。实施例3以氯化钴，硝酸镍配制成，钴镍摩,硫酸镁摩尔比为94.5:5:0.5，浓度1.6mol/L的混合溶液，氢氧化钠配制成30％浓度，配制2％浓度的乙二胺四本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种4.5v锂电池正极材料前驱体生产方法，包括以下步骤：1)配置浓度为0.2～3.0mol/L的镍钴混合溶液，并混合添加剂，添加剂M为Mg2+、Al3+中的一种或两种溶液，其中钴离子、镍离子、M的摩尔比为(1‑x‑y)：x：y，其中0.02≦x≦0.2之间，y≦0.01；2)将镍钴混合溶液加入反应釜，同时并流加入络合剂和氢氧化钠溶液，并且通入氧化剂进行氧化，加料的同时对反应釜中的液体进行持续搅拌，通过控制氢氧化钠的流量使反应过程中的PH值保持在9.5～10.5，反应温度保持在50～100℃；3)将反应釜中溢出的物料进行固液分离、洗涤、脱水和热处理，便可得到锂电池正极材料前驱体(Co1‑x‑yNixMy)3O4，其中0.02≦x≦0.2之间，y≦0.01。
【技术特征摘要】
1.一种4.5v锂电池正极材料前驱体生产方法，包括以下步骤：
1)配置浓度为0.2～3.0mol/L的镍钴混合溶液，并混合添加剂，添加剂M为
Mg2+、Al3+中的一种或两种溶液，其中钴离子、镍离子、M的摩尔比为(1-x-y)：
x：y，其中0.02≦x≦0.2之间，y≦0.01；
2)将镍钴混合溶液加入反应釜，同时并流加入络合剂和氢氧化钠溶液，并
且通入氧化剂进行氧化，加料的同时对反应釜中的液体进行持续搅拌，通过控
制氢氧化钠的流量使反应过程中的PH值保持在9.5～10.5，反应温度保持在50～
100℃；
3)将反应釜中溢出的物料进行固液分离、洗涤、脱水和热处理，便可得到
锂电池正极材料前驱体(Co1-x-yNixMy)3O4，其中0.02≦x≦0.2之间，y≦0.01。
2.根据权利要求1所述的4.5v锂电池正极材料前驱体生产方法，其特征在于：
【专利技术属性】
技术研发人员：李军秀，唐洲，袁国和，张爱青，
申请(专利权)人：无锡凯力克能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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