本发明专利技术公开一种高密度锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法，其特征在于：包括将镍化合物、钴化合物、锰化合物混合、造粒，以３～１０℃／ｍｉｎ的升温速率，通过在一定温度和一定时间下进行第一次烧结，得到中间产物镍钴锰的氧化物（Ｎｉ↓［１／３］Ｃｏ↓［１／３］Ｍｎ↓［１／３］）↓［３］Ｏ↓［４］，然后将镍钴锰的氧化物与一定比例的锂化合物均匀混合，以３～１０℃／ｍｉｎ的升温速率，在高温下，通过一定时间进行第二次烧结，再将烧结产物经过粉碎、粒度分级后得到高密度的镍钴锰酸锂。本发明专利技术具有有生产周期短，在生产过程中不会消耗大量的水，且不产生大量废水，并且合成产物具有较高的振实密度和质量比容量的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高密度锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备 方法。
技术介绍
锂离子电池因能量高、电压高、循环性能好、与环境友好等优点， 而广泛应用于手机、数码相机、笔记本电脑和军工等领域。在目前商用的锂离子电池正极材料中，钴酸锂占据着主要的市 场，但是钴酸锂因成本高、安全性差而严重影响和抑制了锂离子电池 及其正极材料的应用领域和发展。近来，新型锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂因成本低、安全性好、 质量比容量高而日益受到关注。在目前，镍钴锰酸锂的合成方法主要 是采用配置一定浓度的镍盐、钴盐和锰盐混合溶液，然后与一定^l度 的氢氧化钠溶液进行反应，在反应体系中加入一定浓度的氨根离子， 来合成镍钴锰氢氧化物沉淀，然后镍钴锰氢氧化物沉淀再与一定比例 的锂化合物混合后进行烧结，而得到正极材料镍钴锰酸锂，如专利ZL200410103486.8，其制备方法是是先将镍盐、钴盐、锰盐与氢氧化 钠、氨在水溶液中反应合成球形或类球形氢氧化镍钴锰 Mv3Co^Mr^3(0H)2前驱体，洗涤干燥后与碳酸锂均匀混合，在空气中 经过高温700—90(TC烧结8—48小时而得到镍钴锰酸锂。采用这种化学沉淀法合成的镍钴锰酸锂，生产周期长，并且在生 产过程要消耗大量的水，而产生大量的含有镍离子、钴离子、锰离子 及氨根离子废水，必然会对环境造成污染，并且这种方法合成的镍钴锰酸锂振实密度低，在2.0—2.2g/cm3之间，这是不利于其在电池中 的使用的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种高密度锂离子电池正极材料镍钴 锰酸锂的制备方法，尤其是一种具有较高振实密度、较高质量比容量 镍钴锰酸锂的制备方法。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是一种，包括将镍化合物、钴化合物、锰化合物混合、造粒，以3 1(TC/min的升温 速率，通过在一定温度和一定时间下进行第一次烧结，得到中间产物 镍钴锰的氧化物(Ni1/3C0l/3Mn1/3) 304;然后将镍钴锰的氧化物与一定 比例的锂化合物均匀混合，以3 1(TC/min的升温速率，在高温下， 通过一定时间进行第二次烧结，再将烧结产物经过粉碎、粒度分级后 得到高密度的镍钴锰酸锂。所述的高密度锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的分子式为 LiqCoxNiyMnz02，其中l〈q<l. 2， 0<x<l， 0〈y<l， 0〈z〈l， 0. 95<x+y+z〈l. 1。所述的镍化合物、钴化合物、锰化合物的加入量按镍离子:钴离 子锰离子摩尔比为1:1:1的比例混合。即Ni :Co.'Mn为1:1:1 。所述的镍钴锰的氧化物与锂化合物按锂离子与镍离子+钴离子+锰离子的总和的摩尔比为1:1.1的比例加入。即锂(镍+钴+锰)为 1:1. 1的比例加入。所述的镍化合物采用氧化镍、氢氧化镍、碳酸镍中的一种。所述的钴化合物采用碳酸钴。所述的锰化合物采用碳酸锰。所述的锂化合物采用氢氧化锂、碳酸锂中的一种。所述的第一次烧结温度为500—80(TC，时间为4一12小时；第 二次烧结温度为800—110(TC，时间为4—30小时。本专利技术的有益效果为本专利技术采用的高密度锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂制备方法，具有生产周期短，在生产过程中不会消耗大量 的水，且不产生大量废水，并且合成产物具有较高的振实密度和质量 比容量。采用本专利技术提供的合成方法合成的镍钴锰酸锂振实密度在2. 4g/cm3以上，并且充放电电压在2. 8~4. 3V之间，0. 2C充放电电流 的首次放电质量比容量达到150mAh/g以上。化学沉淀法和本专利技术的 制备方法性能比较，见表l。附图说明图1是本专利技术镍钴锰酸锂的首次充放电曲线图。 具体实施例方式实施例1将氧化镍、碳酸钴、碳酸锰按Ni:Co:M『l:l:l的摩尔比混合均匀，以3 5TVmin的升温速率加热烧结到60(TC，并在60(TC在恒温 6小时，冷却、球磨、过筛后得到(Ni1/3Co1/3Mn1/3) 304氧化物。将(Ni1/3Co1/3Mn1/3) 304氧化物与碳酸锂按摩尔比Li:(Ni+Co+Mn) 为1:1. 1的比例进行混合均匀，后以3 5TVmin的升温速率加热烧结 到900°C，并在90(TC再恒温16小时，冷却、球磨、过筛后得到 Lil ,Ni 1/3Co1/3Mn1/302正极材料。然后进行首次充放电试验。实施例2将氧化镍、碳酸钴、碳酸锰按Ni:C(KMr^l:l:l的摩尔比混合均 匀，以3 5。C/min的升温速率加热烧结到500。C，并在500。C在恒温 12小时，冷却、球磨、过筛后得到(Ni1/3Co1/3Mn1/3) 304氧化物。将(Ni1/3Co1/3Mn1/3) 304氧化物与氢氧化锂按摩尔比Li : (Ni+Co+Mn) 为1:1. 1的比例进行混合均匀，后以3 5'C/min的升温速率加热烧结 到1100°C，并在IIO(TC再恒温4小时，冷却、球磨、过筛后得到 Li,」Niv3CoL/3Mrv3()2正极材料。然后进行首次充放电试验。实施例3将氢氧化镍、碳酸钴、碳酸锰按Ni:C(KMr^l:l:l的摩尔比混合 均匀，以3 5。C/min的升温速率加热烧结到80(TC，并在80(TC在恒 温10小时，冷却、球磨、过筛后得到(Ni1/3Co1/3Mn1/3) 304氧化物。将(Ni1/3Co1/3Mn1/3) 304氧化物与碳酸锂按摩尔比Li:(Ni+Co+Mn) 为1:1. 1的比例进行混合均匀，后以3 5°C/min的升温速率加热烧结 到800°C，并在80(TC再恒温30小时，冷却、球磨、过筛后得到 Li,.1/3Co1/3Mn1/302正极材料。然后进行首次充放电试验。实施例4将氢氧化镍、碳酸钴、碳酸锰按Ni:Co:Mn二l:l:l的摩尔比混合 均匀，以3 5'C/min的升温速率加热烧结到70(TC，并在70(TC在恒 温4小时，冷却、球磨、过筛后得到(Ni1/3Co1/3Mn1/3) 304氧化物。将(Ni1/3Co1/3Mn1/3) 304氧化物与氢氧化锂按摩尔比Li:(Ni+Co+Mn) 为1:1. 1的比例进行混合均匀，后以3 5°C/min的升温速率加热烧结 到IOO(TC，并在100(TC再恒温20小时，冷却、球磨、过筛后得到 Lil Wi 1/3Co1/3Mn1/302正极材料。然后进行首次充放电试验。实施例5将碳酸镍、碳酸钴、碳酸锰按Ni:Co:Mn二l:l:l的摩尔比混合均 匀，以3 5。C/min的升温速率加热烧结到65(TC，并在65(TC在恒温 7小时，冷却、球磨、过筛后得到(Ni1/3Co1/3Mn1/3) 304氧化物。将(M1/3Co1/3Mn1/3) 304氧化物与碳酸锂按摩尔比Li:(Ni+Co+Mn) 为1:1. 1的比例进行混合均匀，后以3 5°C/min的升温速率加热烧结 到950°C，并在95(TC再恒温12小时，冷却、球磨、过筛后得到 Lil1/3Co1/3Mn1/302正极材料。然后进行首次充放电试验。实施例6将碳酸镍、碳酸钴、碳酸锰按Ni:Co:Mr^l:l:l的摩尔比混合均 匀，以3 5XVmin的升温速率加热烧结到76(TC,并在760"C在恒温 9小时，冷却、球磨、过筛后得到(Ni1/本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高密度锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法，其特征在于：包括将镍化合物、钴化合物、锰化合物混合、造粒，以３～１０℃／ｍｉｎ的升温速率，通过在一定温度和一定时间下进行第一次烧结，得到中间产物镍钴锰的氧化物（Ｎｉ↓［１／３］Ｃｏ↓［１／３］Ｍｎ↓［１／３］）↓［３］Ｏ↓［４］；然后将镍钴锰的氧化物与一定比例的锂化合物均匀混合，以３～１０℃／ｍｉｎ的升温速率，在高温下，通过一定时间进行第二次烧结，再将烧结产物经过粉碎、粒度分级后得到高密度的镍钴锰酸锂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韩学武，
申请(专利权)人：黄成钢，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]
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