[发明专利]制备锂离子电池阴极材料的方法

权利要求书

1.一种用于制备锂离子电池的阴极材料的方法，包括以下步骤：

1)将镍盐、锰盐和钴盐溶解在去离子水中以获得水溶液，其中金属元素Ni、Mn与Co之间的摩尔比为1.2-7.2：1.5-3.1：1-2.2；

2)将所述水溶液加入碱性溶液中以形成多元金属氢氧化物颗粒的悬浮液；

3)将金属的盐的溶液加入到所述悬浮液中以形成固体产物，所述固体产物包括在所述多元金属氢氧化物颗粒的表面上的所述金属的氢氧化物的沉淀物；

4)干燥含有所述固体产物的悬浮液，以获得多元前驱体；

5)将所述多元前驱体与一种或多种锂盐混合以获得第一混合物，其中金属元素Li与所述金属元素Ni、Mn、Co和所述金属的总量的摩尔比为1.02-1.2：1；

6)将所述第一混合物分散在水性溶剂中以形成浆料；

7)用均质器均质所述浆料；

8)干燥所述浆料以获得固体混合物；

9)在氧含量高于21％的气氛下和在约600℃至约900℃的温度下煅烧所述固体混合物约4小时至约12小时的时段，以获得煅烧产物；以及

10)将所述煅烧产物冷却至室温，粉碎所述煅烧产物，并分离粒径D50在约5μm至约15μm范围内的所述煅烧产物的颗粒，以获得所述阴极材料，

其中，所述阴极材料包括用所述金属的氧化物的薄膜包覆的锂多元金属复合氧化物颗粒，其中，所述锂多元金属复合氧化物由Li_1+zNi_xMn_yCo_1-x-yO₂表示；并且其中，z为0至0.2；x为0.35至0.8；y为0.1至0.45；并且所述金属是选自由Fe、Mn、Al、Mg、Zn、Ti、La、Ce、Sn、Zr、Ru及其组合构成的群组中的一种或多种元素。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述水溶液中的所述金属元素的总摩尔浓度为约0.9mol/L至约1.6mol/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碱性溶液包含选自由LiOH、NaOH、KOH、NH₃·H₂O、Be(OH)₂、Mg(OH)₂、Ca(OH)₂、Li₂CO₃、Na₂CO₃、NaHCO₃、K₂CO₃、KHCO₃、(CH₃)₄NOH及其组合构成的群组中的碱。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤2)中的pH值通过加入所述碱性溶液而保持在约10至约12的范围内，并将所述溶液搅拌约15分钟至约2小时的时段。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述镍盐、所述锰盐、所述钴盐和所述金属的盐包含选自由硫酸盐、硝酸盐、乙酸盐、氯化物及其组合构成的群组中的阴离子。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属的盐在所述溶液中的摩尔浓度为约0.1mol/L至约0.5mol/L，并将所述溶液搅拌约15分钟至约2小时的时段。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，通过喷雾干燥器进行步骤4)中的干燥过程。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述固体产物在干燥前从所述悬浮液中分离，且所述固体产物通过微波干燥器或微波真空干燥器干燥。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锂盐是LiOH、Li₂CO₃、LiF或其组合。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，用于分散所述第一混合物的水性溶剂是水、乙醇、异丙醇、丁醇或其组合。