基于铝元素浓度梯度分布的氢氧化镍钴铝前驱体制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于铝元素浓度梯度分布的镍钴铝氧锂离子电池正极材料，是具有球形结构的，从球心到球壳处铝元素浓度逐渐增大的锂离子电池正极材料，是将基于铝元素浓度梯度分布的氢氧化镍钴铝前驱体与适量碳酸锂混合均匀并置于氧气氛围中在适当的温度下煅烧得到，其中，基于铝元素浓度梯度分布的氢氧化镍钴铝前驱体，是以偏铝酸钠作为铝源，通过共沉淀法制备的，具有球形结构的，从球心到球壳处铝元素浓度逐渐增大的前驱体材料。本发明专利技术给出上述正极材料的制备方法，并给出其中所述的基于铝元素浓度梯度分布的氢氧化镍钴铝前驱体的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
基于铝元素浓度梯度分布的氢氧化镍钴铝前驱体制备方法
本发涉及锂离子电池正极材料
，具体是一种基于铝元素浓度梯度分布的镍钴铝前驱体制备方法
技术介绍
由于经济的发展和人口的增加，当今能源和环境问题日益突出。而锂离子电池作为一种应用前景广阔的能源被广泛应用在移动便携式电子产品、电动汽车、航空航天、军事等领域中。而锂离子电池中正极材料又是制约锂离子电池技术发展的关键，进一步提高正极材料的能量密度、安全性、循环稳定性等成为了目前锂离子电池正极材料的发展方向。自从Goodenough专利技术了Li2CoO3，SNOY最先将其商业化应用后，到目前为止已有诸多正极材料被应用在锂离子电池中，在层状锂离子电池正极材料中，目前的研究热点和重点是三元层状正极材料，例如镍钴铝酸锂材料(NCA)。NCA正极材料是在Li2NiO3材料的基础上用Co，Al元素取代部分Ni元素而形成，保留了Li2NiO3较高容量的特性，而Al的加入不仅降低了成本还提高了材料的循环稳定性。目前制备镍钴铝酸锂比较成熟的方法是首先采用共沉淀法合成镍钴铝前驱体，然后再配比适量锂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于铝元素浓度梯度分布的镍钴铝氧锂离子电池正极材料，是具有球形结构的，从球心到球壳处铝元素浓度逐渐增大的锂离子电池正极材料，是将基于铝元素浓度梯度分布的氢氧化镍钴铝前驱体与适量碳酸锂混合均匀并置于氧气氛围中在适当的温度下煅烧得到，其表达式为LiNi

【技术特征摘要】
1.一种基于铝元素浓度梯度分布的镍钴铝氧锂离子电池正极材料，是具有球形结构的，从球心到球壳处铝元素浓度逐渐增大的锂离子电池正极材料，是将基于铝元素浓度梯度分布的氢氧化镍钴铝前驱体与适量碳酸锂混合均匀并置于氧气氛围中在适当的温度下煅烧得到，其表达式为LiNi1-x-yCoyAlxO2+x，式中0＜x≤0.1，0.1≤y≤0.2，其中，基于铝元素浓度梯度分布的氢氧化镍钴铝前驱体，是以偏铝酸钠作为铝源，通过共沉淀法制备的，具有球形结构的，从球心到球壳处铝元素浓度逐渐增大的前驱体材料，其表达式为Ni1-x-yCoyAlx(OH)2+x，式中0＜x≤0.1，0.1≤y≤0.2。


2.根据权利要求1所述的基于铝元素浓度梯度分布的氢氧化镍钴铝前驱体的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)将镍盐和钴盐溶于去离子水中，按照混合金属盐水溶液中镍与钴的摩尔比为3.5-8配制成金属离子总浓度为0.2-2mol/L的混合金属盐溶液A；
b)将氢氧化钠溶于去离子水中，配制成浓度为1-10mol/L的沉淀剂溶液，取浓度为0.1-1mol/L的氨水作为络合剂，将沉淀剂和络合剂按体积比为2-4的比例配制成含有络合剂和沉淀剂的混合溶液B；
c)将偏铝酸钠和少量氢氧化钠溶于去离子水中配制成混合水溶液C，其体积为混合金属盐溶液A体积的0.1-0.9，其中Al元素的浓度与所述镍盐和钴盐的混合金属盐溶液A的浓度有关，其浓度为混合金属盐溶液A浓度的0.01-1；所述含偏铝酸钠和氢氧化钠的混合水溶液中氢氧化钠是为了抑制偏铝酸钠的水解，其含量少许即可；
d)准备适量去离子水D，其体积与所述含偏铝酸钠和少量氢氧化钠的混合水溶液C的体积有关，二者体积之和(C+D)与所述镍盐和钴盐的混合金属盐溶液A体积相当；
e)在反应釜中预先加入适量含有络合剂的底液，底液的pH为10-12；
f)将所述镍钴混合盐溶液A、所述含有络合剂和沉淀剂的混合水溶液B、所述偏铝酸钠和氢氧化钠的混合水溶液C加入搅拌速率为200-800r/min的所述反应釜中，通过控制反应体系的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何春年，梁鸣，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12