一种锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法及其材料技术

本发明专利技术公开一种锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法及其材料，方法包括：步骤a，将高镍三元正极材料前驱体和锂源分别放入

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法及其材料


[0001]本专利技术涉及锂离子电池正极材料领域，具体涉及一种锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法及其材料。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为一种高效的能量存储装置，被广泛应用于电子产品、新能源汽车等领域。目前，研究较多的锂离子电池正极材料有磷酸铁锂、镍钴锰酸锂三元材料、镍钴铝酸锂三元材料等。其中，磷酸铁锂具有高安全性、长循环寿命等优势，但是克容量低、电导率低，限制了在新能源汽车领域的应用。随之，镍钴锰酸锂三元正极材料因其具有较高的能量密度、以及相对较低的价格等优点，已经成为动力电池的首选。
[0003]在镍钴锰酸锂三元正极材料中，高镍三元正极材料具备更高的能量密度。但是由于高镍三元正极材料容易吸水，会和空气中的水发生化学反应，一般情况都需要真空保存，在使用的时候才开封并需尽快制备电池。针对该缺陷，需要对材料进行改性，降低正极材料表面副反应发生的可能性，从而提高电池的稳定性和安全性。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法及其材料，主要是解决高镍三元正极材料容易吸水，难以保存的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供的一种锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法包括：
[0006]步骤a，将高镍三元正极材料前驱体和锂源分别放入
‑
196℃的液氮中进行深冷研磨；
[0007]步骤b，将研磨后恢复到常温的锂源和镍三元正极材料前驱体，一同投入有机溶剂中，在20
‑
50℃下搅拌10min
‑
30min；
[0008]步骤c，将搅拌后的混合物过滤，在30
‑
50℃下干燥，获得表面形成有疏水膜的锂源和镍三元正极材料前驱体混合颗粒；
[0009]步骤d，将混合颗粒烧结，得到锂离子电池高镍三元正极材料。
[0010]优选地，所述有机溶剂包括异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、萘、甲基萘、丙酮中的一种或多种。
[0011]优选地，按质量比，(锂源和镍三元正极材料前驱体)：有机溶剂＝1:(2
‑
15)。
[0012]优选地，所述步骤b和所述步骤c为重复多次，重复期间，锂源和镍三元正极材料前驱体与有机溶剂的质量比逐次增大。
[0013]优选地，所述高镍三元正极材料前驱体包含镍盐、钴盐和锰盐，且镍盐、钴盐和锰盐的摩尔比为8:1:1。
[0014]优选地，所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂和硝酸锂中的一种或两种。
[0015]优选地，所述高镍三元正极材料前驱体中镍、钴和锰离子之和与锂源中锂离子的
摩尔比为1:(1
‑
1.04)。
[0016]优选地，所述步骤d的烧结过程为：先在400
‑
500℃煅烧3
‑
5h，再升温到680
‑
800℃煅烧12
‑
14h。
[0017]为了实现上述目的，本专利技术提供的一种锂离子电池高镍三元正极材料，采用如上述所述的方法制备获得。
[0018]与现有技术相比较，本专利技术至少具备以下有益效果：
[0019](1)通过将高镍三元正极材料前驱体和锂源分别放入
‑
196℃的液氮中进行深冷研磨，可以获得颗粒尺寸更加均匀的高镍三元正极材料前驱体和锂源，且可以增强正极材料的耐腐蚀能力；
[0020](2)通过向高镍三元正极材料前驱体和锂源上增加一层疏水膜，可以降低锂源和镍三元正极材料前驱体混合颗粒的吸水性，从而使得其可以在空气中进行暴露，增加烧结过程和电池使用过程中的安全性；
[0021](3)本专利技术制备的锂离子电池高镍三元正极材料具有更高的比容量和循环性能。
具体实施方式
[0022]下面通过具体实施例来验证本专利技术的技术效果，但是本专利技术的实施方式不局限于此。
[0023]实施例1
[0024]步骤a，按照Ni:Co:Mn＝8:1:1的摩尔比，镍、钴和锰离子之和与锂源中锂离子的摩尔比为1:1.02，将镍三元正极材料前驱体和锂源分别放入
‑
196℃的液氮中进行深冷研磨；
[0025]步骤b，将研磨后恢复到常温的锂源和镍三元正极材料前驱体，一同投入异丙醇中，在23℃下搅拌20min，其中，按质量比，(锂源和镍三元正极材料前驱体)：有机溶剂＝1:5；
[0026]步骤c，将搅拌后的混合物过滤，在40℃下干燥，获得表面形成有疏水膜的锂源和镍三元正极材料前驱体混合颗粒；
[0027]步骤d，将混合颗粒先在450℃煅烧4h，再升温到700℃煅烧13h，得到锂离子电池高镍三元正极材料。
[0028]实施例2
[0029]步骤a，按照Ni:Co:Mn＝8:1:1的摩尔比，镍、钴和锰离子之和与锂源中锂离子的摩尔比为1:1.03，将镍三元正极材料前驱体和锂源分别放入
‑
196℃的液氮中进行深冷研磨；
[0030]步骤b，将研磨后恢复到常温的锂源和镍三元正极材料前驱体，一同投入苯中，在30℃下搅拌15min，其中，按质量比，(锂源和镍三元正极材料前驱体)：有机溶剂＝1:10；
[0031]步骤c，将搅拌后的混合物过滤，在40℃下干燥，获得表面形成有疏水膜的锂源和镍三元正极材料前驱体混合颗粒；
[0032]步骤d，将混合颗粒先在480℃煅烧4h，再升温到720℃煅烧12h，得到锂离子电池高镍三元正极材料。
[0033]实施例3
[0034]步骤a，按照Ni:Co:Mn＝8:1:1的摩尔比，镍、钴和锰离子之和与锂源中锂离子的摩尔比为1:1.03，将镍三元正极材料前驱体和锂源分别放入
‑
196℃的液氮中进行深冷研磨；
[0035]步骤b，将研磨后恢复到常温的锂源和镍三元正极材料前驱体，一同投入苯中，在30℃下搅拌15min，其中，按质量比，(锂源和镍三元正极材料前驱体)：有机溶剂＝1:10；
[0036]步骤c，将搅拌后的混合物过滤，在40℃下干燥，获得锂源和镍三元正极材料前驱体混合颗粒；
[0037]步骤b1，将步骤c的混合颗粒一同投入苯中，在30℃下搅拌15min，其中，按质量比，(锂源和镍三元正极材料前驱体)：有机溶剂＝1:8；
[0038]步骤c1，将步骤b1搅拌后的混合物过滤，在40℃下干燥，获得表面形成有疏水膜的锂源和镍三元正极材料前驱体混合颗粒；
[0039]步骤d，将步骤c1的混合颗粒先在480℃煅烧4h，再升温到720℃煅烧12h，得到锂离子电池高镍三元正极材料。
[0040]对比例1
[0041]步骤a，按照Ni:Co:Mn＝8:1:1的摩尔比，镍、钴和锰离子之和与锂源中锂离子的摩尔比为1:1.06，将镍三元正极材料前驱体和锂源分别放入
‑
196℃的液氮中进行深冷研磨；
[0042]步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤a，将高镍三元正极材料前驱体和锂源分别放入
‑
196℃的液氮中进行深冷研磨；步骤b，将研磨后恢复到常温的锂源和镍三元正极材料前驱体，一同投入有机溶剂中，在20
‑
50℃下搅拌10min
‑
30min；步骤c，将搅拌后的混合物过滤，在30
‑
50℃下干燥，获得表面形成有疏水膜的锂源和镍三元正极材料前驱体混合颗粒；步骤d，将混合颗粒烧结，得到锂离子电池高镍三元正极材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括异丙醇、苯、甲苯、二甲苯、萘、甲基萘、丙酮中的一种或多种。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按质量比，(锂源和镍三元正极材料前驱体)：有机溶剂＝1:(2
‑
15)。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b和...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾学锋，何阳，张楠，胥和林，赵勇，
申请(专利权)人：四川朗晟新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：