一种锂离子电池高镍层状正极材料的制备方法技术

一种利用分子筛孔道一维限域空间制备锂离子电池高镍正极材料的方法，属于锂离子电池正极材料应用技术领域。具体步骤如下：(1)镍、钴、锰(铝)盐按摩尔比溶于去离子水‑有机溶剂形成盐溶液，去离子水质量15～45wt％；(2)配置氨水、碳酸铵和聚乙二醇混合溶液；(3)将溶液(1)加入限域纳米反应器SBA‑15；(4)搅拌同时将混合溶液(2)加入(3)，得前驱体沉淀物；(5)前驱体沉淀物(4)洗涤干燥，配锂烧结得锂镍钴锰(铝)氧/SBA‑15；(6)锂镍钴锰(铝)氧/SBA‑15搅拌洗涤，除去SBA‑15得高镍正极材料。本发明专利技术技术优点在于：材料尺寸可控，振实密度高，批次重现性好，易于工业化实施。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池高镍层状正极材料的制备方法
本专利技术属于锂离子电池正极材料
，特别涉及利用一维孔道限域空间制备高镍锂离子电池三元正极材料的方法。
技术介绍
作为典型的层状结构锂离子电池正极材料，高镍LiNixCoyM1-x-yO2(0.6≤x≤0.9，0.05≤y≤0.2，M＝Mn，Al)具有高容量及低成本等优点，呈现出巨大的应用潜力。在高镍三元正极材料中，Ni是活性元素，其含量的提高有利于材料容量的提高，但会降低材料的结构稳定性，从而降低材料的循环性能和热稳定性。Co和Mn及Al元素能起到稳定材料结构的作用，其含量的提高有利于材料循环稳定性和热稳定性的提高。目前，已经商业化生产的三元NCM及NCA正极材料中多数都是通过共沉淀方法合成的由纳米级一次颗粒团聚而成的微米级二次球形或者类球形颗粒。但前驱体合成过程条件苛刻，必须控制好共沉淀过程中反应的pH、温度及转速等条件，还需要极大限度地保证金属离子不流失以及合成颗粒形貌性能一致的前驱体。除此之外，合成的二次球形颗粒存在压实密度低的问题，电池经过长循环之后，球形颗粒可能会破碎导致容量迅速衰减。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用分子筛孔道一维限域空间制备锂离子电池高镍正极材料的方法，其特征在于：/n步骤一：将镍盐、钴盐、锰盐(铝盐)按照摩尔比溶解于去离子水-有机溶剂中形成金属溶液。镍、钴、锰(铝)离子的摩尔总浓度为2～3M，去离子水-有机溶剂的混合物中，去离子水占混合物的质量比为15～45wt％；/n步骤二：配制络合剂、沉淀剂和分散剂的混合水溶液。配制后的混合水溶液中络合剂浓度为0.5～2M，沉淀剂的浓度为3～5M，分散剂的浓度为0.1～0.3M。/n步骤三：在步骤一配制的金属溶液中加入二氧化硅分子筛，其中的介孔分子筛孔道作为一维限域空间。/n步骤四：在机械搅拌的作用下，将步骤三中的溶液滴加进入步骤二溶液...

【技术特征摘要】
1.一种利用分子筛孔道一维限域空间制备锂离子电池高镍正极材料的方法，其特征在于：
步骤一：将镍盐、钴盐、锰盐(铝盐)按照摩尔比溶解于去离子水-有机溶剂中形成金属溶液。镍、钴、锰(铝)离子的摩尔总浓度为2～3M，去离子水-有机溶剂的混合物中，去离子水占混合物的质量比为15～45wt％；
步骤二：配制络合剂、沉淀剂和分散剂的混合水溶液。配制后的混合水溶液中络合剂浓度为0.5～2M，沉淀剂的浓度为3～5M，分散剂的浓度为0.1～0.3M。
步骤三：在步骤一配制的金属溶液中加入二氧化硅分子筛，其中的介孔分子筛孔道作为一维限域空间。
步骤四：在机械搅拌的作用下，将步骤三中的溶液滴加进入步骤二溶液中，使得加入分子筛的金属溶液和混合碱液充分混合均匀，机械搅拌10～20h后，得到均一有序的介孔结构的镍钴锰(铝)-SBA-15前驱体沉淀；
步骤五：将步骤四中所制得的镍钴锰(铝)-SBA-15前驱体沉淀物洗涤干燥后，与锂源按照1∶1.05的摩尔比混合均匀，然后将混合物在氧气气氛下700～900℃煅烧15～20h，得到锂镍钴锰(铝)氧-SBA-15材料；
步骤六：将步骤五中所得的锂镍钴锰(铝)氧-SBA-15材料用氢氧化钠(浓度为：2wt％-4wt％)溶液搅拌洗涤，除去分子筛，经过水洗干燥，最终获得所述的锂离子电池纳米高镍正极材料。
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【专利技术属性】
技术研发人员：宋大卫，何建禹，张联齐，张洪周，时喜喜，李春亮，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津;12