掺杂和表面包覆的镍钴酸锂的制备方法

摘要

本发明为锂离子电池正极材料掺杂和表面包覆的镍钴酸锂及其制备方法，其特征是材料颗粒内部晶核为LiNi_xCo_yMg_zO₂或LiNi_xCo_yMn_zO₂，掺杂了Mg、Mn、钒或稀土金属，外部表层为纳米级MgO，制备方法采用三次加料三次预热，800℃保温，颗粒表面包覆的固相合成法。有益效果是：产品结晶良好、结构规整、颗粒形貌好、堆积密度大、流动好、故电池的放电平台高、高比容量、循环性能好。另原材料成本低、无污染、生产成本低，适宜工业化生产。本材料适合制备高性能电池。

主权项

1.一种掺杂和表面包覆的镍钻酸锂的制备方法，其特征在于操作步骤包括：(1)将锂盐、镍盐或镍的氧化物、钴盐或钴的氧化物、镁盐或镁的氧化物按比例称量后混合，其中Li∶Ni∶Co∶Mg的摩尔份数比为1∶(0.4～0.6)∶(0.3～0.5)∶(0～0.2)；(2)将步骤(1)的混合物混磨后装入陶瓷平底钵，置加热炉中加热，热处理气氛为空气或氧气与空气的混合气，升温预热处理，升温速率5～30℃/min，保温范围250～350℃，保温时间0.5～1小时；(3)将步骤(2)的装有混合物的陶瓷平底钵退出加热炉，再装入一次步骤(1)的混合物，振平，重置加热炉中加热，热处理气氛、升温速率、保温范围、保温时间同步骤(2)一样；(4)重复步骤(3)的操作一次；(5)将步骤(4)中已三次装入混合物的此时已在加热炉中的陶瓷平底钵升温加热，热处理气氛为空气或氧气与空气的混合气，升温保温处理，升温速率5～20℃/min，保温范围750～850℃，保温时间7～10小时；(6)将步骤(5)中的装有反应完全的合成物的陶瓷平底钵降温处理，降温速率10～20℃/min，降至室温后，将陶瓷平底钵中的合成物倒出并集中粉碎、筛分，得到晶核为LiNixCoyMgzO2的合成物颗粒，粒径为2～7.3μm，其中x、y、z值之和等于1，x、y、z为摩尔份数，取值范围：x为0.4～0.6、y为0.3～0.5、z为0～0.2；(7)将3～20nm的纳米级MgO粉末倒入纯净去离子水中搅拌均匀；(8)在密闭器中，将步骤(6)获得的合成物颗粒喷成粉尘状，又将步骤(7)中的含有MgO颗粒的纯净去离子水喷成水雾状，合成物粉尘颗粒外粘满水雾，收集湿润合成物，放入陶瓷平底钵后置加热炉中加热0.5小时，温度为200～300℃，出炉、降温、粉碎、筛分，得到表面包覆着MgO的掺杂的LiNixCoyMgzO2颗粒，粒径为2～7.5μm。