[发明专利]一种低残余碱镍钴铝酸锂正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其包括以下步骤：步骤1、将镍钴铝氢氧化物前驱体与锂源混合，并进行预烧结；步骤2、将步骤1得到的材料进行破碎，然后二次烧结，得到基体材料；步骤3、将步骤2得到的基体材料进行破碎，然后加入碱处理剂，混合后进行三次烧结，得到镍钴铝酸锂正极材料。其中，所述预烧结于300～700℃下进行，优选于400～650℃下进行，更优选于400～600℃下进行，例如500℃；所述二次烧结于600～900℃下进行，优选于700～800℃下进行，更优选于750℃下进行；所述三次烧结于600～900℃下进行，优选于700～800℃下进行，更优选于750℃下进行；所述碱处理剂选自纳米磷酸铝、纳米氧化铝、纳米氢氧化铝、纳米磷酸钴、纳米氧化钴和纳米氢氧化钴中的一种或多种。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及镍钴铝酸锂正极材料，具体地，涉及镍钴铝酸锂正极材料的制备方法。

背景技术

镍钴铝酸锂正极材料(NCA材料)综合了LiNiO₂和LiCoO₂的优点，在低压下具有高容量，材料成本较低，同时掺铝后增强了材料的结构稳定性和安全性，进而提高了材料的循环稳定性。

但是，通常镍钴铝酸锂正极材料表面残碱含量较高，这样就导致材料吸水性较强，会影响制作电池时正极材料浆料的稳定性。水分增加会使黏结剂PVDF团聚，正极浆料黏度变大难以过筛，甚至变成果冻状。另外材料中存在的水分会在制备的电池中发生如下化学反应：

H₂O+e→OH^-+1/2H₂(g)，

LiPF₆→LiF+PF₅，

PF₅+H₂O→2HF+POF₃，

Li₂CO₃+HF→LiF+CO₂(g)；

其中，上述副反应的发生不仅会降低电池容量、循环寿命等性能，也会引起电池体积膨胀，严重时导致电池爆炸。

因此，现阶段，亟需一种低残碱量镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，采用固相法制备镍钴铝酸锂正极材料，避免了与水等溶剂的接触，并且，在制备过程中采用三次烧结来降低正极材料表面的残余碱含量，同时，在烧结的过程中加入了碱处理剂，进一步降低了表面的残余碱含量，得到了一种低残碱量镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法，从而完成本发明。

本发明一方面提供了一种镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，具体体现在以下方面：

(1)一种镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：

步骤1、将镍钴铝氢氧化物前驱体与锂源混合，并进行预烧结；

步骤2、将步骤1得到的材料进行破碎，然后二次烧结，得到基体材料；

步骤3、将步骤2得到的基体材料进行破碎，然后加入碱处理剂，混合后进行三次烧结，得到镍钴铝酸锂正极材料。

(2)根据上述(1)所述的方法，其中，在步骤1中，

所述镍钴铝氢氧化物前驱体以式Ni_1-x-yCo_xAl_y(OH)₂表示，其中，0＜x＜0.2，0＜y＜0.1；和/或