[发明专利]合成锂离子电池镍钴锰正极材料的方法

说明书

本发明公开了合成锂离子电池镍钴锰正极材料的方法。所述方法包括以下步骤：(1)配制摩尔比为镍：钴：锰＝x：y：(1‑x‑y)的混合盐溶液；(2)向(1)中加入造孔剂，混匀；(3)将(2)获得的混合溶液与络合剂、沉淀剂并流且控制流量加入进行共沉淀反应处理；(4)将(3)的反应产物进行焙烧处理，获得多孔状镍钴锰氧化物；(5)按摩尔比为锂：镍钴锰＝(1.05～1.5):1的比例将可溶性锂盐和所述多孔状镍钴锰氧化物进行水热合成处理。本发明获得的镍钴锰正极材料具有高的比表面积、颗粒分布均匀、形貌规整、振实密度大等特点。

技术领域

本发明涉及锂离子正极材料技术领域，尤其涉及一种合成锂离子电池镍钴锰正极材料的方法。

背景技术

随着科学技术的发展、生产力水平的提高以及现代人们生活节奏的不断加快，能量的快速转化、稳定储存和便捷可循环使用越来越重要，由此诞生了一系列的能源转化与储存装置。在所有的能源转化与储存装置中，铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池、超级电容器等获得了不同程度的发展。

锂离子电池因其集电压高、能量密度高、循环寿命长、环境污染小等众多优点而倍受关注，已经成为现代电子产品中不可或缺的配套电源。但随着电子信息技术的快速发展，人们对锂离子电池的性能也提出了更高的要求。而正极材料作为目前锂离子电池中最关键的材料，影响着锂离子电池的性能，因此，它的发展也最值得关注。在现有锂离子电池正极材料中，镍钴锰三元正极材料具有高比容量、循环性能稳定、安全性能较好且成本较低等特点，被认为是较好的取代LiCoO₂的正极材料。

目前制备镍钴锰三元正极材料的方法主要有共沉淀结合高温焙烧法和水热合成法。其中，共沉淀结合高温焙烧法制备镍钴锰三元材料时，具有可控性好，合成的材料球形度高，但是这种方式处理过程中，由于高温煅烧阶段在相界面进行，固相之间的接触非常有限，因此往往需要在高温下烧结较长时间才能获得具有均一化性质的材料，生产周期长，耗能大，成本高。而水热合成法虽然可以实现原料在分子水平上的混匀，缩短反应物之间的扩散距离，有效的降低反应温度，缩短反应时间，但是此合成方法制备的材料颗粒度不易控制，球形度差，获得的镍钴锰三元材料用于锂离子电池时，锂离子电池的倍率性能和循环性能较差，能量密度较低。

发明内容

针对上述现有技术中共沉淀结合高温焙烧合成镍钴锰三元材料时高温烧结周期长、耗能大、成本高及水热合成时球形度差、倍率性能和循环性能较差、能量密度较低等问题，本发明实施例的目的在于提供了一种合成锂离子电池镍钴锰正极材料的方法。

为了达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种合成锂离子电池镍钴锰正极材料的方法，至少包括以下步骤：

步骤S01.配制摩尔比为镍：钴：锰＝x：y：(1-x-y)的混合盐溶液；

步骤S02.向所述混合盐溶液中加入造孔剂，混匀；

步骤S03.将步骤S02获得的混合溶液与络合剂、沉淀剂并流且控制流量加入含有反应底液的反应装置中进行共沉淀反应处理；

步骤S04.将步骤S03中获得的反应产物进行焙烧处理，获得多孔状镍钴锰氧化物；

步骤S05.按照摩尔比为锂：镍钴锰＝(1.05～1.5):1的比例将可溶性锂盐和所述多孔状镍钴锰氧化物置于反应装置中进行水热合成处理；

其中，1/3≤x≤0.8，0.1≤y≤1/3，0.1≤(1-x-y)≤1/3。