[发明专利]一种湿法球磨合成锂离子电池复合金属氧化物正极材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种湿法球磨合成锂离子电池复合金属氧化物正极材料的方法，属于锂离子电池正极材料制造领域。

背景技术

随着锂离子电池的迅速发展，人们研究出了多种锂离子电池正极材料，其中多数属于复合金属氧化物材料，如LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄、Li(Co_xNi_yMn_1-x-y)O₂(x＜1，y＜1)等。其合成工艺一般分为混料、高温反应、粉碎、筛分等环节，其中混料环节是至关重要的一环，其混合的均匀程度和尺度决定了所合成材料电化学性能的优劣。湿法球磨是一种常见的混料方法，一般使用行星式、搅拌式或者筒式等球磨方式，并加入一定量的液体物质，起到分散、润滑、传递能量等作用。所使用的液体物质，一般需要价格较高、有污染的有机溶剂，因为如果使用水作为介质(以下称为水法球磨)，则易出现偏析现象，导致混料的不均匀，严重影响产品性能。

发明内容

本发明提出了一种湿法球磨合成锂离子电池复合金属氧化物正极材料的方法，主要对工艺过程中水法球磨环节进行了改进，即向浆料中加入适量的增稠剂以抑制偏析现象，从而改进混料效果。其具体方法是：在球磨时加入待混合物料、一定量的去离子水或蒸馏水、增稠剂和磨球，球磨1～24h后，将所得浆料干燥，然后高温合成制备锂离子电池复合金属氧化物正极材料。

本发明所述的锂离子电池复合金属氧化物正极材料，包括LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄、Li(Co_xNi_yMn_1-x-y)O₂(x＜1，y＜1)。

本发明所述的球磨，可以是行星式、搅拌式或者筒式球磨中的任意一种。

本发明所述的增稠剂，可以是淀粉、果胶、琼脂、明胶、海藻脂、角叉胶、糊精、黄耆胶、多糖素衍生物、甲基纤维素、羧甲基纤维素、淀粉衍生物、干酪素、聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、低分子聚乙烯蜡、聚丙烯酰胺的任意一种，优选甲基纤维素、羧甲基纤维素或聚乙烯醇。

以下通过实施例具体说明本发明的方法。

具体实施方式

实施例1：称取80g电解MnO₂，16g Li₂CO₃，加入玛瑙球磨罐中，加入100g去离子水，1g羧甲基纤维素钠，置于行星式球磨机上球磨4h，取出浆料在120℃烘干24h，然后在高温炉中850℃保温12h，研磨并过300目筛后得锰酸锂成品。

将合成的材料与导电石墨、乙炔黑、PVDF按0.88∶0.03∶0.03∶0.06的质量比在NMP中混合均匀，然后涂布在铝箔上制成正极片并在120℃下干燥24h。以金属锂为负极，1.0mol/L的LiPF₆溶于DMC∶EMC∶EC(体积比为1∶1∶1)的溶液为电解液，在氩气氛围的手套箱中组装成CR2025电池。用Land2001电池测试仪进行充放电测试，测试的电压范围在3.0-4.35V，温度为25℃，倍率为0.2C，测得产品容量为129mAh/g。

实施例2：称取60g Co₃O₄，27.6g Li₂CO₃，加入玛瑙球磨罐中，加入100g去离子水，1g羧甲基纤维素钠，置于行星式球磨机上球磨4h，取出浆料在120℃烘干24h，然后在高温炉中900℃保温12h，研磨并过300目筛后得钴酸锂成品。

将合成的材料与导电石墨、乙炔黑、PVDF按0.88∶0.03∶0.03∶0.06的质量比在NMP中混合均匀，然后涂布在铝箔上制成正极片并在120℃下干燥24h。以金属锂为负极，1.0mol/L的LiPF₆溶于DMC∶EMC∶EC(体积比为1∶1∶1)的溶液为电解液，在氩气氛围的手套箱中组装成CR2025电池。用Land2001电池测试仪进行充放电测试，测试的电压范围在3.0-4.3V，温度为25℃，倍率为0.2C，测得产品容量为161mAh/g。