CN112079399B - 一种低成本高性能镍钴铝酸锂复合正极材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低成本高性能镍钴铝酸锂复合正极材料的制备方法，所述镍钴铝酸锂复合正极材料中锂∶镍∶钴∶铝∶氧的摩尔比为1.03∶X∶Y∶(1‑X‑Y)∶2，（其中0.8≤X≤0.9、0.05≤Y≤0.15），本发明通过锆、钨、镁等纳米金属液相分散预包覆工艺所制备的镍钴铝酸锂复合正极材料有效提高了其能量密度、循环寿命和安全稳定性能，非常适合3C、动力和储能等领域锂离子电池的应用。
Description
技术领域
本发明涉及3C、动力和储能材料及电化学领域，尤其涉及一种低成本高性能镍钴铝酸锂复合正极材料的制备方法。
背景技术
锂离子电池因其具备高能量密度、高电压和长循环寿命等优点，被广泛应用，而将其用于商业化则需要进一步提高能量密度、循环性能、倍率性能、热稳定性和贮存性能，以及降低其内阻和自放电；同时为了降低其原材料成本，低钴无钴技术路线亦是必经之路。
在此背景下，镍钴锰三元正极材料需要通过不同的改性方法以实现对材料性能的改善和优化，如元素掺杂和包覆等，从而提高锂离子电池三元正极材料各方面的性能。
发明内容
基于此，本发明提供了一种低成本高性能镍钴铝酸锂复合正极材料的制备方法。
本发明的技术方案：
一种低成本高性能镍钴铝酸锂复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述镍钴铝酸锂复合正极材料中锂∶镍∶钴∶铝∶氧的摩尔比为1.03∶X∶Y∶(1-X-Y)∶2，（其中0.8≤X≤0.9、0.05≤Y≤0.15）。
其制备方法包括如下步骤：
A、原料混合
①将乙醇锆或/和乙醇钨或/和乙醇镁投入纯水中混合搅拌，充分分散均匀，混合搅拌时间为0.5～1小时，得到乙醇锆或/和乙醇钨或/和乙醇镁水溶液。
②将氢氧化锂、氢氧化镍钴铝投入乙醇锆或/和乙醇钨或/和乙醇镁水溶液中混合搅拌，充分分散均匀，混合搅拌时间为0.5～1小时；氢氧化锂和氢氧化镍钴铝的加入量按1.03∶1的摩尔比添加，乙醇锆或/和乙醇钨或/和乙醇镁的加入量按成品质量的0.3～0.6%添加，纯水的使用量按混合液总质量的50%投配，纯水的电阻率为10～18MΩ·cm。
B、耙式干燥
将步骤A中的物质借助耙式干燥除去水份。
C、烧结合成
将步骤B中制成的物料投入氧气氛围的窑炉进行梯次烧结，450～500℃烧结5～6小时，750～800℃烧结5～6小时。
D、机械粉碎
将步骤C中烧结后的物料借助颚破对辊机进行粗粉碎，粗粉碎后的物料粒度为1～2mm；粗粉碎后的物料借助机械粉碎机进行细粉碎, 细粉碎后的物料粒度为10～12um。
E、过筛除磁
将步骤D中粉碎后的物料经过325目振动筛网除去异物、大颗粒等物质；过筛后的物料经过9000GS除铁机除去物料中的磁性物质。
F、水洗除杂
将步骤E处理后的物料投入纯水中混合搅拌，混合搅拌时间为0.5～1小时，物料与纯水的质量比为1∶1，纯水的电阻率为10～18MΩ·cm；混合搅拌后的物料借助离心机或压滤机将含有碱性和离子杂质的水份除去。
G、中温干燥
将步骤F水洗除杂后的物料投入真空烘烤箱，在-0.08～-0.1MPa的真空环境内以350～400℃烘烤。
H、机械解聚
将步骤G处理后的物料借助闭式负压式热循环机械粉碎机进行解聚，得到镍钴铝酸锂复合正极材料。
本发明产生了如下有益效果：
1.通过选择氢氧化锂替代碳酸锂作为锂源，氢氧化锂在烧结过程中分解比较完全，减弱了三元材料的碱性，降低了三元材料对湿度的敏感性，且首次放电容量相对较高；同时，以氢氧化锂作为锂源制备的三元正极材料的颗粒粒径分布相对较窄，有效缩小了大颗粒和小颗粒中Li和过度金属含量的差异，降低了充电过程由于极化因素导致小颗粒过度脱锂而破坏材料结构的风险，提升了材料的循环性能。
2.通过选择乙醇锆、乙醇钨、乙醇镁作为包覆材料，乙醇锆经烧结后形成的氧化锆能有效减少活性物质与电解液的直接接触，防止电解液分解产生的氢氟酸腐蚀电极活性材料，从而提高镍钴铝酸锂正极材料的循环性能；乙醇钨经烧结后形成的氧化钨能有效提升镍钴铝酸锂正极材料的放电比容量和倍率性能；乙醇镁经烧结后形成的氧化镁能有效降低活性物质在充放电过程的极化、内阻和减缓自放电速度，同时提高其锂离子电池的贮存性能，延长锂离子电池的循环寿命。
3.通过选择纳米金属对镍钴铝酸锂前驱体进行液相分散预包覆，能更有效将纳米金属均匀分散在前驱体颗粒表面，并经烧结合成和中温干燥后形成更稳定的金属氧化物包覆壳层结构，以及在后续机械粉碎解聚过程减轻金属氧化物壳层结构的损伤，保证壳层结构的完整性。
4.通过选择水洗工艺能更有效除去材料在中低温梯次烧结合成过程所残留的锂盐和杂质，更有利于其在锂离子电池中的应用和电性能的提高。
5.通过选择闭式负压式热循环机械粉碎进行解聚，能更有效防止物料在解聚过程吸入水份，更有利于材料在锂离子电池制备过程的加工。
附图说明
图1是扣式电池放电曲线图。
图2是3C充放电循环曲线图。
具体实施方式
一种低成本高性能镍钴铝酸锂复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述镍钴铝酸锂复合正极材料中锂∶镍∶钴∶铝∶氧的摩尔比为1.03∶X∶Y∶(1-X-Y)∶2，（其中0.8≤X≤0.9、0.05≤Y≤0.15）。
实施例1：
其制备方法包括如下步骤：
A、原料混合
①将乙醇锆(C2H5O)4Zr和乙醇钨(C2H5O)5W投入纯水中混合搅拌，充分分散均匀，混合搅拌时间为0.5～1小时，得到乙醇锆和乙醇钨水溶液。
②将氢氧化锂（LiOHH2O）、氢氧化镍钴铝[Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)2]投入乙醇锆和乙醇钨水溶液中混合搅拌，充分分散均匀，混合搅拌时间为0.5～1小时；氢氧化锂和氢氧化镍钴铝的加入量按1.03∶1的摩尔比添加，乙醇锆的加入量按成品质量的0.2%添加，乙醇钨的加入量按成品质量的0.2%添加，纯水的使用量按混合液总质量的50%投配，纯水的电阻率为10～18MΩ·cm。
B、耙式干燥
将步骤A中的物质借助耙式干燥除去水份。
C、烧结合成
将步骤B中制成的物料投入氧气氛围的窑炉进行梯次烧结，450～500℃烧结5～6小时，750～800℃烧结5～6小时。
D、机械粉碎
将步骤C中烧结后的物料借助颚破对辊机进行粗粉碎，粗粉碎后的物料粒度为1～2mm；粗粉碎后的物料借助机械粉碎机进行细粉碎, 细粉碎后的物料粒度为10～12um。
E、过筛除磁
将步骤D中粉碎后的物料经过325目振动筛网除去异物、大颗粒等物质；过筛后的物料经过9000GS除铁机除去物料中的磁性物质。
F、水洗除杂
将步骤E处理后的物料投入纯水中混合搅拌，混合搅拌时间为0.5～1小时，物料与纯水的质量比为1∶1，纯水的电阻率为10～18MΩcm；混合搅拌后的物料借助离心机（或压滤机）将含有碱性和离子杂质的水份除去。
G、中温干燥
将步骤F水洗除杂后的物料投入真空烘烤箱，在-0.08～-0.1MPa的真空环境内以350～400℃烘烤。
H、机械解聚
将步骤G处理后的物料借助闭式负压式热循环机械粉碎机进行解聚，得到镍钴铝酸锂复合正极材料。
实施例2：
其制备方法包括如下步骤：
A、原料混合
①将乙醇锆(C2H5O)4Zr、乙醇钨(C2H5O)5W和乙醇镁(C2H5O)2Mg投入纯水中混合搅拌，充分分散均匀，混合搅拌时间为0.5～1小时，得到乙醇锆、乙醇钨和乙醇镁水溶液。
②将氢氧化锂（LiOHH2O）、氢氧化镍钴铝[Ni0.85Co0.1Al0.05(OH)2]投入乙醇锆、乙醇钨和乙醇镁水溶液中混合搅拌，充分分散均匀，混合搅拌时间为0.5～1小时；氢氧化锂和氢氧化镍钴铝的加入量按1.03∶1的摩尔比添加，乙醇锆的加入量按成品质量的0.15%添加，乙醇钨的加入量按成品质量的0.15%添加，乙醇镁的加入量按成品质量的0.15%添加，纯水的使用量按混合液总质量的50%投配，纯水的电阻率为10～18MΩ·cm。
B、耙式干燥
将步骤A中的物质借助耙式干燥除去水份。
C、烧结合成
将步骤B中制成的物料投入氧气氛围的窑炉进行梯次烧结，450～500℃烧结5～6小时，750～800℃烧结5～6小时。
D、机械粉碎
将步骤C中烧结后的物料借助颚破对辊机进行粗粉碎，粗粉碎后的物料粒度为1～2mm；粗粉碎后的物料借助机械粉碎机进行细粉碎, 细粉碎后的物料粒度为10～12um。
E、过筛除磁
将步骤D中粉碎后的物料经过325目振动筛网除去异物、大颗粒等物质；过筛后的物料经过9000GS除铁机除去物料中的磁性物质。
F、水洗除杂
将步骤E处理后的物料投入纯水中混合搅拌，混合搅拌时间为0.5～1小时，物料与纯水的质量比为1∶1，纯水的电阻率为10～18MΩ·cm；混合搅拌后的物料借助离心机（或压滤机）将含有碱性和离子杂质的水份除去。
G、中温干燥
将步骤F水洗除杂后的物料投入真空烘烤箱，在-0.08～-0.1MPa的真空环境内以350～400℃烘烤。
H、机械解聚
将步骤G处理后的物料借助闭式负压式热循环机械粉碎机进行解聚，得到镍钴铝酸锂复合正极材料。
采用实施例1得到的镍钴铝酸锂复合正极材料制成的扣式电池，其性能如图1-2所示。
Claims (1)
1.一种低成本高性能镍钴铝酸锂复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述镍钴铝酸锂复合正极材料中锂：镍∶钴∶铝∶氧的摩尔比为1.03∶X∶Y∶(1-X-Y)∶2，其中0.8≤X≤0.9、0.05≤Y≤0.15；其制备方法包括如下步骤：
A、原料混合
①将乙醇锆或/和乙醇钨或/和乙醇镁投入纯水中混合搅拌，充分分散均匀，混合搅拌时间为0.5～1小时，得到乙醇锆或/和乙醇钨或/和乙醇镁水溶液；
②将氢氧化锂、氢氧化镍钴铝投入乙醇锆或/和乙醇钨或/和乙醇镁水溶液中混合搅拌，充分分散均匀，混合搅拌时间为0.5～1小时；氢氧化锂和氢氧化镍钴铝的加入量按1.03：1的摩尔比添加，乙醇锆或/和乙醇钨或/和乙醇镁的加入量按成品质量的0.3～0.6%添加，纯水的使用量按混合液总质量的50%投配，纯水的电阻率为10～18MΩcm；
B、耙式干燥
将步骤A中的物质借助耙式干燥除去水分；
C、烧结合成
将步骤B中制成的物料投入氧气氛围的窑炉进行梯次烧结，450～500℃烧结5～6小时，750～800℃烧结5～6小时；
D、机械粉碎
将步骤C中烧结后的物料借助颚破对辊机进行粗粉碎，粗粉碎后的物料粒度为1～2mm；粗粉碎后的物料借助机械粉碎机进行细粉碎,细粉碎后的物料粒度为10～12um；
E、过筛除磁
将步骤D中粉碎后的物料经过325目振动筛网除去异物、大颗粒等物质；过筛后的物料经过9000GS除铁机除去物料中的磁性物质；
F、水洗除杂
将步骤E处理后的物料投入纯水中混合搅拌，混合搅拌时间为0.5～1小时，物料与纯水的质量比为1∶1，纯水的电阻率为10～18MΩ·cm；混合搅拌后的物料借助离心机或压滤机将含有碱性和离子杂质的水分除去；
G、中温干燥
将步骤F水洗除杂后的物料投入真空烘烤箱，在-0.08～-0.1MPa的真空环境内以350～400℃烘烤；
H、机械解聚
将步骤G处理后的物料借助闭式负压式热循环机械粉碎机进行解聚，得到镍钴铝酸锂复合正极材料；
在步骤A和B中采用纳米金属液相分散预包覆，在步骤C中采用中低温梯次烧结合成纳米金属氧化物壳包覆层，在步骤D中采用机械解聚分散材料颗粒。
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| CN107482210A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-12-15 | 广东工业大学 | 一种氧化镁@镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法与应用 |
| CN109148872A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-04 | 新乡天力锂能股份有限公司 | 一种制备镍钴铝酸锂正极材料的方法及用该方法制备的镍钴铝酸锂 |
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