【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池正极材料，特别涉及一种纳米锂离子电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，锂离子电池在电动车领域表现出诱人的应用前景，尤其动力型三元正极材料在电动汽车的使用已成为国内外业内的共识，并且国内外几乎同时开展动力型三元正极材料的开发。同时，其合成方法的研究已为各国所关注，其中较具代表性的有：利用共沉淀法合成n ixcoymn1-x-y(oh)2或nixcoymn1-x-yco3前驱体，再利用固相法将前驱体与锂盐按比例混合，经过高温烧结得到li nixcoymn1-x-yo2。
2、经过研究发现，该方法虽然制得的产物结构均一、电化学性能优良，但是该法要求制备的前驱体为单相且粒径分布均匀，才能使最终产品具有所期望的优良性能。合成前驱体时需要严格控制共沉淀条件，这在实际操作中难度较大，且合成工序复杂，所需设备较多，在实际投产中生产周期长、投资大，不利于产业化。xia曾利用镍、钴、锰化合物混合烧结成层状结构的n i、co、mn三元复合氧化物作为中间产物，再与锂盐混合烧结得到linixcoymn1-x-yo2，该方法虽操作简单、生产效率高，但是烧结过程中固相反应主要依赖物质之间的扩散，因扩散较慢且物理混合难免的不均匀性，使得完成整个反应过程需要较高的温度和较长的时间，并且产物内部在组成、结构和粒度等方面存在较大差异，导致产物的电化性能不易控制，重现性差，难以实现产业化；同时利用金属氢氧化物或金属碳酸盐作为原材料时产生的水汽或二氧化碳现象严重影响了电池的安全性。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种纳米锂离子电池正极材料及其制备方法，用以解决现有相关技术中锂离子电池在制备过程中难以实现产业化的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将六水合硝酸镍溶液、六水合硝酸钴溶液和六水合硝酸锰溶液混合后置于同一反应釜中，并在多种温度下进行加热反应；
5、加热反应预设时间后停止加热，并加入预设浓度的硝酸溶液，反应结束后将得到的反应产物降至室温；
6、将降至室温的反应产物进行洗涤和干燥，得到不同形貌的多孔ni/co/mn复合氧化物材料；
7、将所述多孔ni/co/mn复合氧化物材料与预设量的锂盐及掺杂源进行混合、烧结、粉碎和过筛，得到liniacobmncmdneo2一次烧结产物；
8、采用包覆物在预设温度下对所述liniacobmncmdneo2一次烧结产物进行包覆并过筛，得到目标产物liniacobmncmdneo2正极材料。
9、进一步的，分别配置预设浓度的六水合硝酸镍、六水合硝酸钴和六水合硝酸锰溶液，以及配体2,5-二羟基对苯二甲酸溶液；
10、所述六水合硝酸镍、六水合硝酸钴和六水合硝酸锰溶液的溶剂为无水乙醇；所述配体2,5-二羟基对苯二甲酸溶液的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。
11、进一步的，所述六水合硝酸镍溶液、六水合硝酸钴和六水合硝酸锰溶液混合时，添加金属盐和配体溶液至所述六水合硝酸镍溶液、六水合硝酸钴和六水合硝酸锰溶液中，并采用超声搅拌均匀混合。
12、进一步的，所述金属盐包括锂盐、镍盐、钴盐和锰盐；同时加入聚乙烯吡咯烷酮溶液作为表面活性剂；
13、所述锂盐采用碳酸锂或氢氧化锂中的一种或两种；
14、所述镍盐采用n i(no3)2；
15、所述钴盐采用co(no3)2；
16、所述锰盐采用mn(no3)2；
17、掺杂源包括的掺杂元素采用na、v、t i、mg、mo、a l、zr、y、sr、nb、ru、p、f、c l、s中的两种或三种。
18、进一步的，所述在多种温度下进行加热反应的过程为：
19、将反应釜转移到磁力搅拌油浴加热装置中，室温状态下磁力搅拌半小时后，持续升温分别至120℃、135℃和150℃，所述油浴加热时间为8-12h。
20、进一步的，所述得到li n iacobmncmdneo2一次烧结产物的过程为：
21、将不同形貌的多孔n i/co/mn复合氧化物材料在空气或氧气气氛中烧结，该过程中以1-10℃/min的升温速度升温至600-930℃，恒温烧结10-15h；
22、自然降温至室温，得到不同形貌的多孔n i/co/mn复合氧化物材料。
23、进一步的，所述li n iacobmncmdneo2一次烧结产物与锂盐的用量摩尔比为：
24、li/me＝1.03:1-1.07:1；
25、其中，也就是说，预设量的锂盐与所述l i n iacobmncmdneo2一次烧结产物的摩尔数具有一定的比例关系，li是锂盐中的锂元素，me是产物中的镍元素、钴元素、锰元素、掺杂元素的摩尔量之和。
26、进一步的，所述包覆物为氧化物，所述氧化物包括锆、钛、钨、铝、硼、钴和铈的氧化物中的两种或多种。
27、进一步的，所述采用包覆物对所述l i n iacobmncmdneo2一次烧结产物进行包覆的过程为：
28、以1-10℃/min的升温速度升温至300-600℃，在空气或氧气气氛中恒温烧结6-10h；
29、自然降温至室温，过筛得到目标产物li n iacobmncmdneo2正极材料。
30、一种纳米锂离子电池正极材料，基于所述一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法制备得到，得到的所述纳米锂离子电池正极材料表达式为li n iacobmncmdneo2，其中：
31、0.6≤a≤0.9，0≤b≤0.3，0.05≤c≤0.3，0.001≤d≤0.006，0.001≤e≤0.005，a+b+c＝1。
32、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
33、本专利技术提供一种纳米锂离子电池正极材料及其制备方法，包括以下步骤：将六水合硝酸镍溶液、六水合硝酸钴溶液和六水合硝酸锰溶液混合后置于同一反应釜中，并在多种温度下进行加热反应；加热反应预设时间后停止加热，并加入预设浓度的硝酸溶液，反应结束后将得到的反应产物降至室温；将降至室温的反应产物进行洗涤和干燥，得到不同形貌的多孔n i/co/mn复合氧化物材料；将所述多孔n i/co/mn复合氧化物材料与预设量的锂盐及掺杂源进行混合、烧结、粉碎和过筛，得到li n iacobmncmdneo2一次烧结产物；采用包覆物在预设温度下对所述li n iacobmncmdneo2一次烧结产物进行包覆并过筛，得到目标产物li n iacobmncmdneo2正极材料；本方法首先利用镍钴锰硝酸盐、有机配体、硝酸等制得多孔ni/co/mn金属复合氧化物，再与锂盐、添加剂按一定比例混合、烧结、包覆得到纳米单晶镍钴锰正极材料。本方法不仅摆脱了现有相关技术中共沉淀法制备前驱体的困惑，避免了金属氢本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，分别配置预设浓度的六水合硝酸镍、六水合硝酸钴和六水合硝酸锰溶液，以及配体2,5-二羟基对苯二甲酸溶液；
3.根据权利要求1所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述硝酸溶液的预设浓度为1.0-4.5mol/L。
4.根据权利要求3所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐包括锂盐、镍盐、钴盐和锰盐；同时加入聚乙烯吡咯烷酮溶液作为表面活性剂；
5.根据权利要求1所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述在多种温度下进行加热反应的过程为：
6.根据权利要求1所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述得到LiNiaCobMncMdNeO2一次烧结产物的过程为：
7.根据权利要求1所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述LiNiaCobMncMdNeO2一次烧结产物与锂盐的用量摩
8.根据权利要求1所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述包覆物为氧化物，所述氧化物包括锆、钛、钨、铝、硼、钴和铈的氧化物中的两种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述采用包覆物对所述LiNiaCobMncMdNeO2一次烧结产物进行包覆的过程为：
10.一种纳米锂离子电池正极材料，其特征在于，基于权利要求1-9任一项所述一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法制备得到，得到的所述纳米锂离子电池正极材料表达式为LiNiaCobMncMdNeO2，其中：
...【技术特征摘要】
1.一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，分别配置预设浓度的六水合硝酸镍、六水合硝酸钴和六水合硝酸锰溶液，以及配体2,5-二羟基对苯二甲酸溶液；
3.根据权利要求1所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述硝酸溶液的预设浓度为1.0-4.5mol/l。
4.根据权利要求3所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐包括锂盐、镍盐、钴盐和锰盐；同时加入聚乙烯吡咯烷酮溶液作为表面活性剂；
5.根据权利要求1所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述在多种温度下进行加热反应的过程为：
6.根据权利要求1所述的一种纳米锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张彩红，李崇，贾宏平，马娜妮，王子钰，王慧萍，牟春伟，李伟，
申请(专利权)人：陕西彩虹新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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