[发明专利]一种镍钴铝锂/二氧化钛复合正极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池材料技术领域，具体涉及一种镍钴铝锂/二氧化钛复合正极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池相对于传统的二次电池具有循环性能好、比容量大和能量密度高等优点。锂离子正极材料是锂离子电池研究的热点。开发高性能、低成本的电池正极材料是目前锂离子电池产业发展的关键。相对于镍酸锂、钴酸锂和镍钴锰锂，改性的镍钴铝锂在电化学性能、成本低方面均具有相当的潜力。

现有的镍钴铝锂材料的制备方法主要有化学沉淀法何固相烧结法。化学沉淀法需添加沉淀剂且工艺周期长、工序繁多、产品性能均一性差且洗涤带来大量废水处理问题。固相烧结主要是将反应物研磨后烧结，但是固相烧结法耗时长、产品配比稳定性差。

发明内容

本发明提供一种镍钴铝锂/二氧化钛复合正极材料的制备方法，以解决现有方法工艺周期长、成本高、组分均一性差的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种镍钴铝锂/二氧化钛复合正极材料的制备方法，所述镍钴铝锂/二氧化钛复合正极材料包括镍钴铝锂内层和TiO₂外层；内层镍钴铝锂材料的化学通式为LiNi_1-x-yCo_XAl_YO₂，其中0.1≤X≤0.2，0＜Y≤0.1，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

（1）将金属镍盐、钴盐、铝盐和锂盐溶于去离子水，搅拌，得到混合均匀的溶液；所述溶液中的金属组成为LiNi_1-x-yCo_XAl_Y，其中0.1≤X≤0.2，0＜Y≤0.1，所述金属镍盐、钴盐、铝盐和锂盐的总质量与去离子水的质量比为1：2～1：15；

（2）将配置好的溶液通过雾化器雾化后喷入高温热解炉中，热解炉温度控制在300～1000℃，得到内层镍钴铝锂材料；

（3）将内层镍钴铝锂材料加入到装有四氯化钛的容器中，充分搅拌、浆化，得到混合浆液。

（4）将所得混合浆液加入到离心式喷雾干燥器，控制干燥温度为100～300℃，得到正极材料前驱体；

（5）将所得正极材料前驱体进行焙烧，焙烧温度控制在700℃～1000℃，焙烧时间1～4h；将焙烧所得材料破碎、筛分，即得所述镍钴铝锂/二氧化钛复合正极材料。

所述金属镍盐、钴盐、铝盐和锂盐分别为硝酸盐或氯化盐，即可以都是硝酸盐，也可以都是氯化银，也可以是硝酸盐和氯化盐的混合物。

与现有技术相比，本发明具有如下方面优点：

（1）将镍盐、钴盐、铝盐和锂盐制备成混合溶液然后热解直接得到内层镍钴铝锂材料，工艺步骤简单。

（2）热解反应过程迅速，内层镍钴铝锂材料产品成分偏析非常小，确保组分均一，按比例分布。

（3）工艺流程短，全流程反应时间为1～6h。

（4）包覆均匀，粒度均匀，保障了产品性能的一致性。

（5）获得产品颗粒为单晶颗粒，使得制作电池工序中避免了颗粒破碎等不利因素。

附图说明

图1是实施例1制备的镍钴铝锂/二氧化钛正极材料的扫描电子显微镜图。

图2是实施例1制备的镍钴铝锂/二氧化钛正极材料的循环性能图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步阐述。

实施例1

（1）将配置好的浓度均为1mol/L的氯化镍、氯化钴、氯化铝、氯化锂分别取0.8L、0.15L、0.05L、1L混合，搅拌，得混合溶液。

（2）将所得混合溶液以用雾化器喷入热解炉中，控制热解温度为700℃，得到内层镍钴铝锂材料。

（3）将所得得到内层镍钴铝锂材料加入装有四氯化钛的容器中搅拌，浆化，得到混合浆液。

（4）将所得混合浆液加入离心式喷雾干燥机中，控制干燥温度为100～300℃，得到正极材料前驱体。

（5）将所得正极材料前驱体加入焙烧炉，800℃焙烧2h，将所得产物破碎、筛分后即得镍钴铝锂/二氧化钛复合正极材料。

如图1镍钴铝锂/二氧化钛正极材料的扫描电子显微镜图，产品粒度均匀。如图2所示，产品的循环性能好。

实施例2

（1）将配置好的浓度均为2mol/L的氯化镍、氯化钴、氯化铝、氯化锂分别取0.8L、0.15L、0.05L、1L混合，搅拌，得混合溶液。