一种锂离子电池锂钴锰镍氧化物正极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高容量锂离子电池锂钴锰镍氧化物正极材料的制备方法，包括有固相合成和高温灼烧工序，其特征在于：工序（１）按锂∶钴、锰、镍（原子比）＝１－１．１∶１，且钴∶锰∶镍＝１∶１∶１将锂源、钴源、锰源和镍源料混匀后，加入聚丙稀酰胺和氧化钕搅拌均匀成胶状。工序（２）将上述胶状在１５０℃下烘干３０小时，在球磨机内球磨并过３００目筛。工序（３）将上述粉料在３００－４５０℃条件下预烧１０小时后，自然冷却至室温，工序（４）将预烧的粉料再次进行球磨研细，过３００目筛，在６５０－８５０℃条件下灼烧３小时，过３００目筛即成。本发明专利技术由于在固相合成工序中加入了聚丙稀酰胺和氧化钕，增加了预烧工序，因而与现有技术比，具有比容量高、循环性能好且无污染的优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池，特别是。
技术介绍
已商品化生产锂离子电池用的正极材料为锂钴氧化物，由于钴资源缺乏，价格高，不利于锂离子电池的大规模推广使用。目前以锰、镍取代钴是降低材料成本的有效途径之一，有许多文献报道了Li-Cox-Mny-Nil-yO2的制备方法和性能，其制备方法多在氧气下进行，设备复杂，工艺成本高。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是设计一种锂离子电池锂钴锰镍氧化物正极材料的制备方法，所制备的正极材料具有较高的可逆比容量和良好的循环性能，且工艺成本较低。本专利技术的技术方案是，一种高容量锂离子电池锂钴锰氧化物正极材料的制备方法，包括有固相合成和高温灼烧工序，其特征在于工序(1)按锂钴、锰、镍原子比为1-1.1∶1，且钴∶锰∶镍为1∶1∶1，将锂源、钴源、锰源和镍源料混匀后，按上述锂、钴、锰、镍混料的6-10％加入聚丙稀酰胺，按钴、锰、镍原子比的5-8％加入氧化钕，工序(2)将上述胶状料在150℃下烘干30小时，在球磨机内球磨并过300目筛，工序(3)将上述粉料在300-450℃条件下预烧10小时后，自然冷却至室温，工序(4)将预烧的粉料再次进行球磨研细，过300目筛，在650-850℃条件下灼烧3小时，过300目筛即成。由于在固相合成中加入了高分子网络剂(聚丙稀酰胺)和稳定剂(氧化钕)有成球的作用，使灼烧出的锂钴锰镍氧化物成球形，使其比重增大，改善了充放电过程中的循环寿命，增加了预热处理，使锂源充分分解、氧与锂和钴离子结合，锂与钴在原子级水平混合，在850℃下灼烧出结晶性好的层状正极材料。因而本专利技术与现有技术比既具有比容量高、放电电位高、耐过充性和循环性能及热稳定性能较好，稳定的循环使用寿命，而且还具有工艺成本低的显著优点。具体实施例方式实施例1工序(1)将锂与钴、锰、镍的原子比为1且钴∶锰∶镍的原子比为1的锂源和钴源、锰源、镍源的混料混匀，按此混料重量比的6％加入聚丙稀酰胺，按钴、锰、镍原子比的5％加入氧化钕，搅拌均匀成胶状。工序(2)将在上述工序(1)得到的胶状物经干燥箱在150℃下烘干30小时后，再称一定量烘干料球磨5小时，过300目振动筛。工序(3)将上述工序(2)得到的粉末物料在300℃条件下预烧10小时自然冷却。工序(4)将在上述工序(3)预烧的粉末物再经求磨、研细、过筛，再在700℃条件下灼烧3小时，过300目筛即成。实施例2工序(1)将锂与钴、锰、镍的原子比为1.02且钴∶锰∶镍的原子比为1的锂源和钴源、锰源、镍源的混料混匀，按此混料重量比的6％加入聚丙稀酰胺，按钴、锰、镍原子比的5％加入氧化钕，搅拌均匀成胶状。工序(2)将在上述工序(1)得到的胶状物经干燥箱在150℃下烘干30小时后，再称一定量烘干料球磨5小时，过300目振动筛。工序(3)将在上述工序(2)得到的粉末物料在350℃预烧10小时自然冷却。工序(4)将在上述工序(3)预烧的粉末物再经求磨、研细、过筛，再在750℃灼烧3小时，过300目筛待用。实施例3工序(1)将锂与钴、锰、镍的原子比为1.05且钴∶锰∶镍的原子比为1的锂源和钴源、锰源、镍源的混料混匀，按此混料重量比的8％加入聚丙稀酰胺，按钴、锰、镍原子比的6％加入氧化钕，搅拌均匀成胶状。工序(2)将在上述工序(1)得到的胶状物经干燥箱在150℃下烘干30小时后，再称一定量烘干料球磨5小时，过300目振动筛。工序(3)将在上述工序(2)得到的粉末物料在400℃预烧10小时自然冷却。工序(4)将在上述工序(3)预烧的粉末物料再经球磨、研细、过筛，再在650℃灼烧3小时，过300目筛待用。实施例4工序(1)将锂与钴、锰、镍的原子比为1.05且钴∶锰∶镍的原子比为1的锂源和钴源、锰源、镍源的混料混匀，按此混料重量比的8％加入聚丙稀酰胺，按钴、锰、镍原子比的6％加入氧化钕，搅拌均匀成胶状。工序(2)将在上述工序(2)得到的胶状物料经干燥箱在150℃下烘干30小时后，再称一定量烘干料球磨5小时，过300目振动筛。工序(3)将在上述工序(2)得到的粉末物料在400℃预烧10小时自然冷却。工序(4)将在上述工序(3)预烧的粉末物料再经球磨、研细、过筛，再在700℃灼烧3小时，过300目筛待用。实施例5工序(1)将锂与钴、锰、镍的原子比为1.08且钴∶锰∶镍的原子比为1的锂源和钴源、锰源、镍源的混料混匀，按此混料重量比的8％加入聚丙稀酰胺，按钴、锰、镍原子比的6％加入氧化钕，搅拌均匀成胶状。工序(2)将在上述工序(1)得到的胶状物经干燥箱在150℃下烘干30小时后，再称一定量烘干料球磨5小时，过300目振动筛。工序(3)将在上述工序(2)得到的粉末物料在450℃预烧10小时自然冷却。工序(4)将在上述工序(3)预烧的粉末物再经球磨、研细、过筛，再在800℃灼烧3小时，过300目筛待用。实施例6工序(1)将锂与钴、锰、镍的原子比为1.08且钴∶锰∶镍的原子比为1的锂源和钴源、锰源、镍源的混料混匀，按此混料重量比的8％加入聚丙稀酰胺，按钴、锰、镍原子比的6％加入氧化钕，搅拌均匀成胶状。工序(2)将在上述工序(1)得到的胶状物经干燥箱在150℃下烘干30小时后，再称一定量烘干料球磨5小时，过300目振动筛。工序(3)将在上述工序(2)得到的粉末物料在450℃预烧10小时自然冷却。工序(4)将在上述工序(3)预烧的粉末物再经球磨、研细、过筛，再在850℃灼烧3小时，过300目筛待用。实施例7工序(1)将锂与钴、锰、镍的原子比为1.08且钴∶锰∶镍的原子比为1的锂源和钴源、锰源、镍源的混料混匀，按此混料重量比的8％加入聚丙稀酰胺，按钴、锰、镍原子比的6％加入氧化钕，搅拌均匀成胶状。工序(2)将在上述工序(1)得到的胶状物经干燥箱在150℃下烘干30小时后，再称一定量烘干料球磨5小时，过300目振动筛。工序(3)将在上述工序(2)得到的粉末物料在450℃预烧10小时自然冷却。工序(4)将在上述工序(3)预烧的粉末物再经球磨、研细、过筛，再在850℃灼烧3小时，过300目筛待用。实施例8工序(1)将锂与钴、锰、镍的原子比为1.1且钴∶锰∶镍的原子比为1的锂源和钴源、锰源、镍源的混料混匀，按此混料重量比的10％加入聚丙稀酰胺，按钴、锰、镍原子比的8％加入氧化钕，搅拌均匀成胶状。工序(2)将在上述工序(1)得到的胶状物经干燥箱在150℃下烘干30小时后，再称一定量烘干料球磨5小时，过300目振动筛。工序(3)将在上述工序(2)得到的粉末物料在400℃预烧10小时自然冷却。工序(4)将在上述第三处理步骤预烧的粉末物再经球磨、研细、过筛，再在800℃灼烧3小时，过300目筛待用。将上述方法制备的锂离子电池正极材料与锂离子电池负极材料石墨，以偏氟乙烯为极板粘结剂，分别制成锂离子电池的正极片与负极片， 以聚丙烯微孔膜为电极隔膜，以体积比为碳酸二甲酯∶碳酸二乙酯∶碳酸乙烯酯＝1∶1∶1的1M六氟磷酸锂为电解液组装成锂离子电池。各实施例制备的锂离子电池的性能表 权利要求1.一种高容量锂离子电池锂钴锰氧化物正极材料的制备方法，包括有固相合成和高温灼烧工序，其特征在于工序(1)按锂钴、锰、镍原子比为1-1.1∶1，且钴∶锰∶镍为1∶1∶1，将锂源、钴源、锰源和镍源料混匀后，按上述锂、钴、锰、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高容量锂离子电池锂钴锰氧化物正极材料的制备方法，包括有固相合成和高温灼烧工序，其特征在于：工序（１）按锂∶钴、锰、镍原子比为１－１．１∶１，且钴∶锰∶镍为１∶１∶１，将锂源、钴源、锰源和镍源料混匀后，按上述锂、钴、锰、镍混料的６－１０％加入聚丙稀酰胺，按钴、锰、镍原子比的５－８％加入氧化钕，工序（２）将上述胶状料在１５０℃下烘干３０小时，在球磨机内球磨并过３００目筛，工序（３）将上述粉料在３００－４５０℃条件下预烧１０小时后，自然冷却至室温，工序（４）将预烧的粉料再次进行球磨研细，过３００目筛，在６５０－８５０℃条件下灼烧３小时，过３００目筛即成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔成伟，杨书廷，张希平，张彦航，
申请(专利权)人：新乡无氧铜材总厂，新乡市格瑞恩新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]