[发明专利]一种类球形Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2前驱体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池制造技术领域，特别是锂离子二次电池用正极材料—Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂的合成方法。

背景技术

Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂是近几年被广泛研究并推广使用的一种新能源锂离子二次电池正极材料，具有如下优点：1、快速充放电性能：Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂正极材料的锂电池，可大倍率充放电；2、循环寿命长，充放电可达1000次以上；3、高能量密度，其理论比容量为274 mAh/g，实际比容量> 180 mAh/g(0.1C, 25℃)；4、没有记忆效应。因为Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂具有以上优点，故其应用十分广泛，可用于电动工具、电动汽车、电力储能和其他使用锂离子二次电池使用的各个方面，因此具有重要的实用价值。

目前商业化的Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂生产基本上采用球形的(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)(OH)₂前驱体与锂化合物混合烧结，而(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)(OH)₂前驱体的生产基本上采用共沉淀法，其缺点是：1、生产周期长，前驱体的制备需要15~20 h/批次；2、生产步骤多，前驱体制备需要经历配料、共沉淀结晶、陈化、过滤、洗涤、烘干等工序；3、一致性差，由于生产步骤多，影响产品性能的工艺参数也增多，很难保证产品一致性。

采用现有的共沉淀法制备Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂能适用于大规模生产，但各批次产品性能一致性差，且该方法实际操作中需要长时间的共沉淀、陈化、烘干过程，导致无法保证最终产品性能的一致性，而且整个生产过程能耗高、经济性差。

发明内容

本发明的目的是使用超声雾化法制备用于合成类球形Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂的前驱体，可使制备工艺步骤减少，并保证产品的一致性。

本发明采用的技术方案如下：

一种类球形Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂前驱体的制备方法，包括以下步骤：

1）将锂化合物、镍化合物、钴化合物和锰化合物在溶剂中溶解得到混合溶液；所述锂化合物为氢氧化锂、醋酸锂、氯化锂或硝酸锂中的至少一种；所述镍化合物为硝酸镍、氯化镍、醋酸镍、草酸镍或硫酸镍中的至少一种；所述钴化合物为硝酸钴、氯化钴、醋酸钴、草酸钴或硫酸钴中的至少一种；所述锰化合物为硝酸锰、二氯化锰、醋酸锰、草酸锰或硫酸锰中的至少一种；所述溶剂为水、烷烃、醇、醚、酮、芳香烃等中的至少一种；

2）将所述混合溶液在超声雾化器中雾化，用载料气体把料雾液滴送入煅烧炉以一定温度煅烧，制成中位径D₅₀为20～2000纳米的类球形前驱体；所述载料气体为空气、氮气、氩气、氧气或氖气中的至少一种。

本发明所述锂化合物、镍化合物、钴化合物和锰化合物的投料摩尔比为0.90～1.20︰0.30～0.40︰0.30～0.40 ︰0.30～0.40。