[发明专利]氧化铝包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

说明书

本发明提供一种氧化铝包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：将分散剂和可溶性偏铝酸金属盐溶于水中，形成偏铝酸金属盐溶液；加入镍钴锰氢氧化物至所述偏铝酸金属盐溶液中，使用碱溶液调节pH为8～13；加入酸溶液至所述偏铝酸金属盐溶液中，当pH达到7.5～10后，停止加入酸溶液，经固液分离、水洗及干燥，得到氢氧化铝包覆镍钴锰氢氧化物复合物；将所述氢氧化铝包覆镍钴锰氢氧化物复合物与锂盐混合，加压氧化煅烧，得到氧化铝包覆镍钴锰酸锂正极材料。该制备方法过程可控，生产成本低，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及电池材料技术领域，尤其涉及一种氧化铝包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池作为新一代绿色材料，具有高能量密度、循环寿命长、无记忆效应等众多优点，近年来应用领域也不断扩大，尤其是电动汽车的快速发展和需求量不断增长，带动了锂离子电池的快速发展。

锂离子电池的正极材料将直接影响到锂电池所具有的能量密度性能、比功率特点、温度特点和安全特点等等。在众多正极材料中，镍钴锰酸锂三元正极材料具有高容量、良好的循环性能和倍率性能等优点，是目前最具有应用前景的锂离子电池正极材料之一。

然而，三元材料(尤其是高镍材料)具有一些本征的缺点，如在高电压下循环发生相变造成循环稳定性差、高脱锂状态下释放O₂造成热稳定性差等。针对这些本征缺点，对其表面进行包覆改性是提高三元正极材料性能的重要手段之一。表面包覆改性，即在材料表面形成包覆钝化层，可以防止电解液与电极材料的直接接触，抑制电解液中游离的HF对材料中金属离子的溶解，减轻对正极材料本体的破坏，从而提高锂离子电池的循环性能和安全性能。

目前，包覆方式主要有干法包覆和湿法包覆。干法包覆多采用固相机械混合的手段，将包覆物与正极材料进行简单的机械混合，此工艺存在包覆层不均匀的问题。湿法包覆即在水体系或溶剂体系中直接在正极材料表面进行包覆，采用物理结合或化学沉积等方式形成包覆层，此工艺的溶剂体系易渗入正极材料内部，使其产生一些不可逆的变化，从而导致正极材料性能下降。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种包覆均匀、过程可控，并且提高正极材料性能的氧化铝包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。

本发明提供一种氧化铝包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：

将分散剂和可溶性偏铝酸金属盐溶于水中，形成偏铝酸金属盐溶液；

加入镍钴锰氢氧化物至所述偏铝酸金属盐溶液中，使用碱溶液调节pH为8～13；

加入酸溶液至所述偏铝酸金属盐溶液中，当pH达到7.5～10后，停止加入酸溶液，经固液分离、水洗及干燥，得到氢氧化铝包覆镍钴锰氢氧化物复合物；

将所述氢氧化铝包覆镍钴锰氢氧化物复合物与锂盐混合，加压氧化煅烧，得到氧化铝包覆的镍钴锰酸锂正极材料。其中，所述氧化铝包覆的镍钴锰酸锂正极材料中的氧化铝包覆层的厚度为2～30nm。

本发明所提供的氧化铝包覆镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，利用氢氧化铝为两性氢氧化物这一显著特点，创新的引入可溶性偏铝酸金属盐，其水溶液呈碱性，可以稳定的溶于碱溶液中，并可利用酸溶液进行沉淀，反应过程慢且反应速度均匀可控，不会产生大量絮凝状物质，利于生成的纳米级氢氧化铝颗粒原位沉淀在镍钴锰氢氧化物表面。