[发明专利]一种包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法

说明书

本发明涉及一种包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，包括以下步骤：1)铝溶胶的制备；2)LiNi_xCo_yMn_1‑x‑yO₂正极材料与铝溶胶匀浆后，喷雾干燥法造粒形成前驱体；3)前驱体固相烧结得到Al₂O₃包覆在LiNi_xCo_yMn_1‑x‑yO₂正极材料；本发明工艺简单，成本低，适于工业化生产，推广LiNixCoyMn1‑x‑yO₂正极材料在动力电池领域的应用，提高材料的倍率性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造技术领域，具体涉及一种包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法。

背景技术

锂离子电池作为新一代储能电池，正在各种消费类电子产品领域得到迅猛发展，并且在电动汽车、电动交通工具和航天领域显示出潜在的应用价值。而锂离子电池的性能和成本在很大程度上取决于正极材料。目前，锂离子电池负极材料的比容量达到正极材料的两倍，从而正极材料比容量较低已经成为制约锂离子电池发展的瓶颈，因此研究锂离子电池正极材料，对于发展和改进锂离子电池具有重要的现实意义。

镍钴锰酸锂LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂正极材料，综合LiNiO₂、LiCoO₂、LiMnO₂三种正极材料的优势，具有高容量、高电压平台、更好的热稳定性，市场应用前景广阔。但是镍钴锰酸锂三元材料还不能完全取代现有的锂离子电池正极材料，主要原因有两点：目前工业上生产的三元材料多采用共沉淀法制备前驱体，然后通过干法或湿法混锂，最后经过高温煅烧制备三元材料。其一：采用干法或湿法混锂导致前驱体与锂的混合不够均匀，且颗粒粒径不易控制，使得最终产品的稳定性难以控制；其二镍钴锰酸锂是在850℃以上高温经一定时间的保温煅烧合成，在煅烧过程中晶粒会快速长大，且粒度难以控制，导致材料的首次放电容量及循环性能受到负面影响；其三：锂离子与镍离子半径相近，在充放电过程中镍离子容易占据锂离子位置发生晶体结构坍塌。晶体结构的坍塌不仅破坏Li+的传输通道，而且电池在脱出Li2O后离子重排受阻，八面体空位被占，放电后没有足够的位置供锂离子嵌入，造成析锂，严重影响了电性能的发挥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷雾干燥法制备Al₂O₃包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，推广LiNixCoyMn1-x-yO₂正极材料在动力电池领域的应用，通过喷雾干燥法将Al₂O₃均匀包覆在LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂正极材料表面，提高材料的倍率性能。

喷雾干燥法制备Al₂O₃包覆LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂正极材料的工艺流程包括以下三个步骤：1.铝溶胶的制备；2.LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂正极材料与铝溶胶匀浆后，喷雾干燥法造粒形成前驱体；3.前驱体固相烧结得到Al₂O₃包覆在LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂正极材料。

本发明的喷雾干燥法制备Al₂O₃包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，包括如下步骤：