[发明专利]一种Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2三元材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料制备领域，具体的说是通过材料包覆制备出一种高循环性的三元材料。

背景技术

   锂离子电池作为一种新型的二次电池， 具有高比容量、 循环寿命长、 安全性好等特点，广泛应用于移动电话、笔记本电脑等便携式电器的驱动电源。随着电子产品的不断升级换代，以及电动汽车、混合动力汽车的发展，对电池能量密度、使用寿命、安全性能的要求不断提高。

   而三元正极材料以其高能量密度，低廉的价格、循环寿命高高等优点成为锂离子电池的首选材料，目前国内制备三元材料主要采用固相法烧结制备而成，比如专利CN102593442A 中指出： 采用具有特定中位粒径的镍钴锰氧化物和碳酸锂，按照一定的煅烧温度及气氛制备出高压实的锂电正极材料，但是该方法对原材料的中位粒径范围要求较窄，使其应用具有局限性；专利CN103794753 A在锂离子电池正极材料的表面上包覆一层均匀的钒氧化物，这层氧化物降低了正极材料与电解液之间的接触面积，抑制了两者由于直接接触而发生的副反应，提高了正极材料的电化学性能，但是其比容量低，循环寿命一般，难以推广。专利 CN 104393277A公开了表面包覆金属氧化物的锂离子电池三元材料及其制备方法，由于引入高分子聚丙烯酰胺作为分散剂和絮凝剂，能实现三元正极材料的均匀包覆，其克容量虽然得到提高，但是难以保证电池的安全性能。

发明内容

基于目前三元材料存在克容量偏低、循环寿命差、安全性能低等缺点，本发明的目的在于提供一种高循环性的Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O₂ 三元材料的制备方法，是能量密度高、循环寿命好、安全性能高的三元材料。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)O₂ 三元材料的制备方法，包括以下步骤：1）配置LiAlO₂溶液、2）制备Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)O₂、3）材料包覆；其特征在于：

   1）、配置LiAlO₂溶液：将等摩尔比的异丙醇铝和LiOH·H₂O加入二次蒸馏水中，搅拌成均一溶胶体，加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），超声处理（1~2）h，190℃水热反应（48~96）h；减压过滤、洗涤、室温陈化24 h；再次减压过滤，并分散在无水乙醇中，80℃真空干燥，将产物于500℃热处理5 h得到LiAlO₂介孔材料B，之后再添加十二烷基苯磺酸钠溶液和二次蒸馏水，得到浓度为（0.2~0.8）%的偏铝酸锂溶液A；

所述（异丙醇铝+LiOH·H₂O）：二次蒸馏水：CTAB的质量比为：（10~20）:100：（1~5）。

   2）、制备Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)O₂：向反应釜中加入NiSO₄·6H₂O、CoSO4·7H₂O、MnSO₄（摩尔比：8:1:1），置入0.1mol/L的NaOH溶液中进行共沉淀反应，混合溶液的PH 值11～12，温度 50℃，连续搅拌反应8小时后陈化12 h，之后洗涤、过滤、 干燥即得到前驱体Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1（OH）₂，并在400～600℃温度下煅烧 4～10小时，即得到前驱体氧化物 (Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)O，之后与碳酸锂用干法混合方式进行充分混合得到Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)O₂ ，记为C；摩尔比：NiSO₄·6H₂O：CoSO4·7H₂O：MnSO₄：NaOH：碳酸锂=8:1:1:10：10；