一种高安全性高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种高安全性高压密度实镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法。用本发明方法制备的高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料，在材料烧结过程中添加适量的镁化合物进行掺杂，增大镍钴锰酸锂NCM523三元材料颗粒中单晶粒子尺寸，提高颗粒的致密程度，形成牢固的微观性结构变化，提高镍钴锰酸锂NCM523正极材料的压实密度；采用LiFePO₄对高压实密度镍钴锰酸锂NCM523颗粒表面进行包覆修饰，LiFePO₄为锂电活性正极材料，具有比钴酸锂、三元、锰酸锂等更好的安全性和循环性能，有效解决了镍钴锰酸锂正极材料锂电池的高温、过充、针刺条件下的安全性。该材料具有高能量密度、成本低、安全性好，制备工艺简单、易于实现产业化等特点。

主权项

一种高安全性高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法，其步骤是：⑴将前驱体(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3)OH过筛后，在400～600℃温度下煅烧4～10小时，即得到前驱体氧化物(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3)₂O；⑵将步骤⑴所得的前驱体氧化物(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3)₂O，过筛后与电池级碳酸锂或氢氧化锂按照Li:Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3 =(1+x):1的摩尔配比，其中0.02≤x≤0.08同时加入平均粒度D50为5.6μm的镁的化合物，使混合料中镁的化合物中镁的质量含量为混合料总质量的0.15% ‑0.20%，混料机转速为30～300转/分钟，混料机采用干法方式1～4小时进行充分混合；⑶将步骤⑵得到的混合物装入匣钵压实，在空气气氛中930～960℃温度下恒温加热12~20h进行焙烧反应，完成后自然冷却8～12h取出粉末粉碎、过筛，即得到高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料；⑷将步骤⑶得到高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料与LiFePO₄按照(1‑y):y的质量比例进行配比，其中0.05≤y≤0.20；在环境湿度小于35RH%的环境中，在球料质量比为1：（3～4）的条件下，采用非金属研磨球在内衬为耐磨非金属材料的不锈钢球磨罐内，球磨罐的转速为30～500转/分钟，进行1～3小时干法球磨混合，球磨后过筛即得到高安全性高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料。