[发明专利]一种锂离子电池多元系正极材料前驱体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子技术领域，具体涉及一种锂离子电池多元系正极材料前驱体及其制备方法。

背景技术

锂离子电池因其具有诸多良好特点，现已广泛应用于笔记本电脑、移动电话、数码相机等便携式电子设备中，已向电动汽车、卫星航天等领域拓展应用；目前使用的电池因成本高、对环境污染大、容量低、安全性不高及使用寿命不长，很难满足人们的日常使用。

发明内容

发明目的： 本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种电压高安全性高的锂离子电池多元系正极材料前驱体及其制备方法。

技术方案：一种锂离子电池多元系正极材料前驱体，所述组分为NixCo（1-x-y-z）MnyWz（OH）₂ （0<x<0.3，0<y<0.3，0<z<0.1），其中W为Al、Mg、Ti、Sr、Zr或W元素中的一种。

作为优化，所述添加剂为Al、Mg、Ti、Sr、Zr、W的硫酸盐、硝酸盐或者氯化物中的一种或一种以上的混合物。

作为优化，一种锂离子电池多元系正极材料前驱体及其制备方法：包括以下步骤：

(a). 按摩尔比Ni：Co：Mn：W=x：（1-x-y-z）：y：z 配制成混合盐溶液A，使该盐溶液中金属离子浓度为0.4~2mol/L；

(b). 以氢氧化钠和硫酸铵为络合剂，氢氧化钠溶液浓度为6~12mol/L，硫酸铵为10%水溶液；

(c). 将盐溶液A、硫酸铵按一定比例并流至盛有纯水的反应釜中，反应釜内溶液不断搅拌，固定盐溶液流速，控制反应温度为40~50℃，通过控制反应釜内溶液PH值为10.0~12.0控制氢氧化钠的加入量，反应釜中浆料通过溢流口流入另一个容器中，陈化4~10小时即可；

(d). 过滤c项沉淀，并用滤饼的4~10倍纯水洗涤滤饼3~6次，指导洗水电导率小于200μS/cm即可，然后过滤，滤饼在80~120℃的烘箱中烘3~10小时，即可烘干。

作为优化，所述Ni、Co、Mn、W盐为氯化物、硫酸盐、硝酸盐中的一种或者几种。

作为优化，所述络合剂为硫酸铵、EDTA、柠檬酸中的一种或者几种。

作为优化，所述碱性沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或者几种。

有益效果：本发明所述的前驱体是一种高密度、高球形度、晶体结构完整，此前驱体合成工艺简单、成本低、粒度可以控制，并且容易工业化。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：

一种锂离子电池多元系正极材料前驱体及其制备方法：包括以下步骤：按摩尔比Ni：Co：Mn：Al=0.1：0.75：0.1：0.05配制成混合盐溶液A，使该盐溶液中金属离子浓度为0.4mol/L；以氢氧化钠和硫酸铵为络合剂，氢氧化钠溶液浓度为6mol/L，硫酸铵为10%水溶液；将盐溶液A、硫酸铵按一定比例并流至盛有纯水的反应釜中，反应釜内溶液不断搅拌，固定盐溶液流速，控制反应温度为40℃，通过控制反应釜内溶液PH值为10.0控制氢氧化钠的加入量，反应釜中浆料通过溢流口流入另一个容器中，陈化4小时即可；过滤沉淀，并用滤饼的4倍纯水洗涤滤饼3次，指导洗水电导率小于200μS/cm即可，然后过滤，滤饼在80℃的烘箱中烘3小时，即可烘干。 

实施例2：

一种锂离子电池多元系正极材料前驱体及其制备方法：包括以下步骤：按摩尔比Ni：Co：Mn：Al=0.2：0.55：0.2：0.05配制成混合盐溶液A，使该盐溶液中金属离子浓度为1.2mol/L；以氢氧化钠和硫酸铵为络合剂，氢氧化钠溶液浓度为8mol/L，硫酸铵为10%水溶液；将盐溶液A、硫酸铵按一定比例并流至盛有纯水的反应釜中，反应釜内溶液不断搅拌，固定盐溶液流速，控制反应温度为45℃，通过控制反应釜内溶液PH值为11.0控制氢氧化钠的加入量，反应釜中浆料通过溢流口流入另一个容器中，陈化8小时即可；过滤c项沉淀，并用滤饼的7倍纯水洗涤滤饼5次，指导洗水电导率小于200μS/cm即可，然后过滤，滤饼在100℃的烘箱中烘6小时，即可烘干。

实施例3：

一种锂离子电池多元系正极材料前驱体及其制备方法：包括以下步骤：按摩尔比Ni：Co：Mn：Al=0.25：0.45：0.25：0.05 配制成混合盐溶液A，使该盐溶液中金属离子浓度为2mol/L；以氢氧化钠和硫酸铵为络合剂，氢氧化钠溶液浓度为12mol/L，硫酸铵为10%水溶液；将盐溶液A、硫酸铵按一定比例并流至盛有纯水的反应釜中，反应釜内溶液不断搅拌，固定盐溶液流速，控制反应温度为50℃，通过控制反应釜内溶液PH值为12.0控制氢氧化钠的加入量，反应釜中浆料通过溢流口流入另一个容器中，陈化10小时即可；过滤c项沉淀，并用滤饼的10倍纯水洗涤滤饼6次，指导洗水电导率小于200μS/cm即可，然后过滤，滤饼在120℃的烘箱中烘10小时，即可烘干。