一种镍钴锰酸锂复合正极材料及其制备方法

摘要

一种镍钴锰酸锂复合正极材料及其制备方法，该镍钴锰酸锂复合正极材料化学式为Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂。其制备方法为：将可溶性镍盐、钴盐、锰盐与络合剂混合均匀后，加氢氧化钠沉淀剂于带有超声装置的搅拌反应器中反应，得到镍钴锰的复合氢氧化物，然后将该复合氢氧化物、水溶性高分子化合物与锂源化合物置于带有超声装置的搅拌反应器中，在超声强化搅拌混合过程中进行喷雾干燥，得到镍钴锰酸锂的前躯体，在一定气氛保护下，前躯体经过一次烧结，得到镍钴锰酸锂产品。采用本发明，制得的产品颗粒均匀，形貌规则，比表面积小，振实密度高，电化学性能优良，加工性能好，成本低，环境友好，对环境无污染。

主权项

一种镍钴锰酸锂复合正极材料，其特征在于，其化学式为Li(Ni_xCo_yMn_1‑x‑y)O₂，其中0.2<x≤0.8，0＜y≤0.5，x+y＜1；其制备方法，包括以下步骤：（1）以镍、钴、锰的可溶性盐为原料，按正极材料镍钴锰酸锂Li(Ni_xCo_yMn_1‑x‑y)O₂组分中镍、钴、锰的摩尔比，与络合剂一起加入到去离子水中，搅拌均匀，配制成0.5~2.5M镍钴锰盐的混合水溶液，搅拌均匀；然后将镍钴锰盐的混合溶液和沉淀剂氢氧化钠水溶液按摩尔比为1∶1.00‑1.02的量以400~1000 mL/h的速度同时加入带有超声装置的搅拌反应器中，在反应温度为40~60℃、超声频率为20~40KHz、搅拌速度为400~1200 r/min条件下反应1~8 h，得镍钴锰复合氢氧化物悬浮液；所述络合剂为三乙醇胺、乙二胺四乙酸中的一种或几种，加入量为所述镍钴锰复合氢氧化物摩尔质量的0.05~5%；（2）将步骤（1）所得镍钴锰复合氢氧化物悬浮液进行固液分离，然后将所得镍钴锰复合氢氧化物固体物料用去离子水洗涤至中性；（3）将经步骤（2）处理的镍钴锰复合氢氧化物固体物料加入带有超声装置的搅拌反应器中，加入去离子水调成浆，之后加入锂源化合物和水溶性高分子化合物，使溶液中锂与镍钴锰金属元素的摩尔比为1.0－1.1∶1，在超声频率为20~40KHz、搅拌速度为400~1200 r/min条件下进行喷雾干燥，进料速度为400~1200 mL/h，干燥的进风温度为180~250℃，出风温度为80~150℃，得到镍钴锰酸锂的前躯体；所述水溶性高分子化合物为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的一种或几种，加入量为所述镍钴锰复合氢氧化物固体物料质量的0.05~5%；（4）将步骤（3）所得镍钴锰酸锂的前躯体于流速为0.1m³/h的特殊气氛下，在600~1000℃焙烧8~30 h，得到电化学性能优异的镍钴锰酸锂复合正极材料；所述特殊气氛是指臭氧气氛、空气气氛或纯度为99.9%的氧气气氛。