一种氧化镁、氧化铝共混包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法技术

本发明专利技术涉及电池正极材料技术领域，尤其是一种氧化镁、氧化铝共混包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，经过将氧化镁与氧化铝采用镁离子溶液与铝离子溶液共混方式进行处理镍钴锰酸锂材料，使得能够形成氧化镁和氧化铝共同包覆的镍钴锰酸锂材料，提高了镍钴锰酸锂材料的循环倍率性能稳定性，改善了镍钴锰酸锂正极材料的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化镁、氧化铝共混包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法
本专利技术涉及电池正极材料
，尤其是一种氧化镁、氧化铝共混包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法。
技术介绍
锂离子动力电池是目前国内外公认的最具有潜力的车载电池，主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解质等组成。其中，正极材料是锂离子电池的重要组成部分，也是决定锂离子电池性能的关键因素；因此，从资源、环保以及安全性能方面考虑，寻找锂离子电池的理想电极活性材料，仍然是本领域技术人员所需要解决的技术难题。目前，锂离子电池正极材料主要由钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸亚铁锂等。今年来，镍钴锰酸锂三元材料日益受到瞩目，通过对该材料性能，如体积比容量、重量比容量、循环、安全等方面的数据测试，总体上显示出了镍钴锰酸锂材料作为新兴锂电池正极材料的一些优异性能，如电压平台高、可逆比容量大、结构稳定、安全性能好等优点。虽然。镍钴锰酸锂三元材料发展迅速，但是其实际应用中，还存在一些缺陷，例如：首次库伦效率低、倍率性能和循环性能差、成分和形貌难以控制、振实密度低等。目前，人们主要是通过减少阳离子混排来提高其首次库伦效率，通过增加电子电导率和李子电导率来改善其倍率性能，通过制备形貌规则、比表面积小的颗粒来增加其振实密度。例如专利号为201510848444.5的文献公开了采用氧化镁包覆镍钴锰酸锂正极材料，经过直接以纳米球形镍钴锰氢氧化物前驱体为原料，使得减小了阳离子混排；再如专利号为201510844880.5的文献公开了采用氧化铝包覆镍钴锰酸锂正极材料，也是经过直接以纳米球形镍钴锰氢氧化物前驱体为原料，使得减小了阳离子混排。虽然，该现有技术中，解决了阳离子混排现象，使得正极材料的性能得到了改善，但是，对于锂离子电池用正极材料性能的不断完善，是本领技术人员不断研究和克服的难题，而且现有技术中包覆获得的正极材料的性能依然不理想，并经过实际操作与试验对比，其在短期循环充放电过程中，其比容量相对较为稳定，但是随着循环次数的不断增加，将会逐步加大比容量的缩减，造成制备的正极材料的实际使用寿命受到影响，性能依然较差。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种氧化镁、氧化铝共混包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法。具体是通过以下技术方案得以实现的：氧化镁、氧化铝共混包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，包括以下步骤：（1）将硫酸锂、纳米球形镍钴锰氢氧化物前驱体以及聚乙二醇在水中，采用超声辅助、磁力搅拌分散处理2-4h，加热蒸干水分，粉碎，形成均匀的中间体混合物；（2）将中间体混合物采用300-400℃烧结处理3-5h，并在烧结过程中，不断充入氧气；再关闭氧气充入，调整温度为500-600℃加热处理1-2h，获得镍钴锰酸锂初料；（3）将镍钴锰酸锂初料置于镁离子溶液中，浸泡1-2h后，加入氨水溶液，搅拌均匀，过滤，置于温度为700-800℃下烧结处理3-5h，并在烧结过程中，不断充入氧气；（4）配制镁离子、铝离子混合溶液；将步骤（3）烧结完成的镍钴锰酸锂材料加入到混合溶液中，采用磁力搅拌器搅拌均匀，边搅拌边加入氨水溶液，清洗，过滤，烘干，即得。优选，所述的混合溶液为镁离子摩尔浓度为0.07-0.1mol/L的镁离子溶液与铝离子摩尔浓度为0.1-0.16mol/L的铝离子溶液，按照体积比为1:1混合而成。优选，所述的镁离子溶液是氯化镁溶液。。优选，所述的铝离子溶液是硝酸铝溶液。优选，所述的硫酸锂与纳米球形镍钴锰氢氧化物前驱体摩尔比为1:0.53-0.56；聚乙二醇占总混合物质量的20-30%。优选，所述的氨水溶液的质量百分数为10-20%。与现有技术相比，本专利技术创造的技术效果体现在：经过将氧化镁与氧化铝采用镁离子溶液与铝离子溶液共混方式进行处理镍钴锰酸锂材料，使得能够形成氧化镁和氧化铝共同包覆的镍钴锰酸锂材料，提高了镍钴锰酸锂材料的循环倍率性能稳定性，改善了镍钴锰酸锂正极材料的性能。尤其是结合硫酸锂等原料成分在水中进行分散处理之后，再将其蒸干，粉碎，使得原料分散均匀，不仅有助于材料结构的完善，而且能够有助于改善材料电化学循环性能；结合对镍钴锰氢氧化物前驱体的选择，使得直接以纳米球形材料为原料，使得在水中分散混合过程中，有助于产物成分混合均匀，降低阳离子的混排，使得产品的性能更加稳定。尤其是将氧化镁、氧化铝进行混合包覆处理，使得生产出来的粒度适中，尤其是其振实密度得到大幅度的改善，使得在锂离子电池生产过程中，具有较优的加工性能；包覆材料的成本低、包覆效果优异。具体实施方式下面结合具体的实施方式来对本专利技术的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。实施例1氧化镁、氧化铝共混包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，包括以下步骤：（1）将硫酸锂、纳米球形镍钴锰氢氧化物前驱体以及聚乙二醇在水中，采用超声辅助、磁力搅拌分散处理2h，加热蒸干水分，粉碎，形成均匀的中间体混合物；（2）将中间体混合物采用300℃烧结处理3h，并在烧结过程中，不断充入氧气；再关闭氧气充入，调整温度为500℃加热处理1h，获得镍钴锰酸锂初料；（3）将镍钴锰酸锂初料置于镁离子溶液中，浸泡1h后，加入氨水溶液，搅拌均匀，过滤，置于温度为700℃下烧结处理3h，并在烧结过程中，不断充入氧气；（4）配制镁离子、铝离子混合溶液；将步骤（3）烧结完成的镍钴锰酸锂材料加入到混合溶液中，采用磁力搅拌器搅拌均匀，边搅拌边加入氨水溶液，清洗，过滤，烘干，即得。所述的混合溶液为镁离子摩尔浓度为0.07mol/L的镁离子溶液与铝离子摩尔浓度为0.1mol/L的铝离子溶液，按照体积比为1:1混合而成。所述的镁离子溶液是氯化镁溶液。所述的铝离子溶液是硝酸铝溶液。所述的硫酸锂与纳米球形镍钴锰氢氧化物前驱体摩尔比为1:0.53；聚乙二醇占总混合物质量的20%。所述的氨水溶液的质量百分数为10%。实施例2氧化镁、氧化铝共混包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，包括以下步骤：（1）将硫酸锂、纳米球形镍钴锰氢氧化物前驱体以及聚乙二醇在水中，采用超声辅助、磁力搅拌分散处理4h，加热蒸干水分，粉碎，形成均匀的中间体混合物；（2）将中间体混合物采用400℃烧结处理5h，并在烧结过程中，不断充入氧气；再关闭氧气充入，调整温度为600℃加热处理2h，获得镍钴锰酸锂初料；（3）将镍钴锰酸锂初料置于镁离子溶液中，浸泡2h后，加入氨水溶液，搅拌均匀，过滤，置于温度为800℃下烧结处理5h，并在烧结过程中，不断充入氧气；（4）配制镁离子、铝离子混合溶液；将步骤（3）烧结完成的镍钴锰酸锂材料加入到混合溶液中，采用磁力搅拌器搅拌均匀，边搅拌边加入氨水溶液，清洗，过滤，烘干，即得。所述的混合溶液为镁离子摩尔浓度为0.1mol/L的镁离子溶液与铝离子摩尔浓度为0.16mol/L的铝离子溶液，按照体积比为1:1混合而成。所述的镁离子溶液是氯化镁溶液。所述的铝离子溶液是硝酸铝溶液。所述的硫酸锂与纳米球形镍钴锰氢氧化物前驱体摩尔比为1:0.56；聚乙二醇占总混合物质量的30%。所述的氨水溶液的质量百分数为20%。实施例3氧化镁、氧化铝共混包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，包括以下步骤：（1）将硫酸锂、纳米球形镍钴锰氢氧化物前驱体以及聚乙二醇在水中，采用超声辅助、磁力搅拌分散处理3h，加热蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化镁、氧化铝共混包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将硫酸锂、纳米球形镍钴锰氢氧化物前驱体以及聚乙二醇在水中，采用超声辅助、磁力搅拌分散处理2‑4h，加热蒸干水分，粉碎，形成均匀的中间体混合物；（2）将中间体混合物采用300‑400℃烧结处理3‑5h，并在烧结过程中，不断充入氧气；再关闭氧气充入，调整温度为500‑600℃加热处理1‑2h，获得镍钴锰酸锂初料；（3）将镍钴锰酸锂初料置于镁离子溶液中，浸泡1‑2h后，加入氨水溶液，搅拌均匀，过滤，置于温度为700‑800℃下烧结处理3‑5h，并在烧结过程中，不断充入氧气；（4）配制镁离子、铝离子混合溶液；将步骤（3）烧结完成的镍钴锰酸锂材料加入到混合溶液中，采用磁力搅拌器搅拌均匀，边搅拌边加入氨水溶液，清洗，过滤，烘干，即得。

【技术特征摘要】
1.一种氧化镁、氧化铝共混包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将硫酸锂、纳米球形镍钴锰氢氧化物前驱体以及聚乙二醇在水中，采用超声辅助、磁力搅拌分散处理2-4h，加热蒸干水分，粉碎，形成均匀的中间体混合物；（2）将中间体混合物采用300-400℃烧结处理3-5h，并在烧结过程中，不断充入氧气；再关闭氧气充入，调整温度为500-600℃加热处理1-2h，获得镍钴锰酸锂初料；（3）将镍钴锰酸锂初料置于镁离子溶液中，浸泡1-2h后，加入氨水溶液，搅拌均匀，过滤，置于温度为700-800℃下烧结处理3-5h，并在烧结过程中，不断充入氧气；（4）配制镁离子、铝离子混合溶液；将步骤（3）烧结完成的镍钴锰酸锂材料加入到混合溶液中，采用磁力搅拌器搅拌均匀，边搅拌边加入氨水溶液，清洗，过滤，烘干，即得。2.如权利要求1所述的氧化镁、氧化铝共混包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：贵州永合益环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52