一种壳核结构的三元锂镍钴锰电池电极材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种壳核结构的三元锂镍钴锰电池电极材料的制备方法，以微米级氧化锰为核，通过微区电镀在氧化锰核表面形成氧化钴层，并浸润锂盐烧结，获得前驱材料，进一步通过微区电镀在前驱材料表面形成氧化镍层，并浸润锂盐烧结，最终组装得到壳核结构的三元锂镍钴锰电极材料。本发明专利技术制备出锂离子分布均匀的三层核壳结构电极材料，克服了现有技术中获得改性处理后三元锂镍钴锰材料表面包覆不均匀，成分不均匀的技术缺陷，制备出的核壳结构层间结合紧密，高温烧结之后，径向方向的成分自然形成梯度分布，保证了Mn和Ni元素在充放电过程中的稳定性，从而使三元锂镍钴锰电极材料表现出较好的高放电比容量、高循环稳定性以及高倍率。

【技术实现步骤摘要】
一种壳核结构的三元锂镍钴锰电池电极材料的制备方法
本专利技术涉及电池材料领域，具体涉及一种壳核结构的三元锂镍钴锰电池电极材料的制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有高能量，长寿命，无记忆效应，低污染等特点，是化学电源的主要产品，广泛应用于便携式电子设备和电动车领域。正极材料在电池中占据着重要的位置，高性能低成本的锂离子材料成为材料领域研究和开发的焦点。目前，锂离子电池的正极活性材料主要有钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMn2O4)以及铁酸锂(LiFePO4)、三元锂镍钴锰材料(NCM/NCA)等，随着动力锂电池技术的发展，锂离子动力电池正极材料逐步向着高电压、高安全性、低成本、高能量密度的方向发展。三元锂镍钴锰材料，由于其具备高容量(可高达250mAh/g)，较低的价格，高的倍率放电性能，良好的循环性能得到了人们的普遍关注。然而，对于动力电池而言，安全性能、倍率性能和循环性能是其关键指标。三元锂镍钴锰材料存在着缺陷，由于材料表面微结构在首次充电过程中的变化，造成三元材料为正极材料的电池首次充放电效率不高，首效一般都小于90％。在循环过程中会与有机电解质中的H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种壳核结构的三元锂镍钴锰电池电极材料的制备方法，采用氧化锰颗粒作为核材料，所述方法包括如下步骤：（1）采用去离子水冲洗所述氧化锰颗粒，去除表面的杂质离子和油污，再采用粗化液处理氧化锰粉末，处理温度为室温，反应时间为20‑30分钟，过滤后烘干备用，获得表面粗化的氧化锰颗粒；其中，粗化液的组成为氢氟酸浓度为15‑20ml/L，氟化铵浓度为2‑6g/L，搅拌均匀；（2）将步骤（1）经过表面粗化的氧化锰颗粒，加入装有氧化钴微区电镀液的烧杯中，然后将烧杯置于超声波中，加入锂盐溶液，锂盐溶液浓度为14‑26g/L，调节pH值在9‑12.5范围内，在所述粗化的氧化锰粉末表面，逐渐包覆氧化钴层，并浸润了锂离...

【技术特征摘要】
1.一种壳核结构的三元锂镍钴锰电池电极材料的制备方法，采用氧化锰颗粒作为核材料，所述方法包括如下步骤：（1）采用去离子水冲洗所述氧化锰颗粒，去除表面的杂质离子和油污，再采用粗化液处理氧化锰粉末，处理温度为室温，反应时间为20-30分钟，过滤后烘干备用，获得表面粗化的氧化锰颗粒；其中，粗化液的组成为氢氟酸浓度为15-20ml/L，氟化铵浓度为2-6g/L，搅拌均匀；（2）将步骤（1）经过表面粗化的氧化锰颗粒，加入装有氧化钴微区电镀液的烧杯中，然后将烧杯置于超声波中，加入锂盐溶液，锂盐溶液浓度为14-26g/L，调节pH值在9-12.5范围内，在所述粗化的氧化锰粉末表面，逐渐包覆氧化钴层，并浸润了锂离子，反应进行5-8分钟左右，过滤烘干后，在500-700℃进行烧结，得到前驱材料；（3）将步骤（2）得到的前驱材料加入装有氧化镍微区电镀液的烧杯中，然后将烧杯置于超声波中，并加入锂盐溶液，锂盐溶液的浓度为14-26g/L，调节pH值在9-12.5范围内，在所述前驱材料的表面，逐渐包覆氧化镍层，并浸润了锂离子，反应进行5-8分钟左右，过滤烘干后，500-700℃烧结，最终组装得到壳核结构的三元锂镍钴锰电极材料。2.根据权利要求1所述一种壳核结构的三元锂镍钴锰电池电极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述氧化锰颗粒的粒径为20-80微米。3.根据权利要求1所述一种壳核结构的三元锂镍钴锰电池电极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述氧化钴微区电镀液配制步骤为：选用硫酸钴为主盐，柠檬酸钠为络合剂，次亚磷酸钠为还原剂，用50℃的去离子水溶解硫酸钴，得到浓度为12...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，王镭迪，曾军堂，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51