[发明专利]一种高电压氧化锰镍钴锂的制备方法

说明书

本发明公开了一种高电压氧化锰镍钴锂的制备方法，该方法包括将含有锂化合物和镍锰钴氢氧化物的混合物进行一段烧结和二段烧结，还包括在一段烧结后加入粘合剂和/或粘合剂溶液，络合剂和氢氧根离子加入到金属盐溶液中，其优点是：通过将含有锂化合物和镍锰钴氢氧化物的混合物进行一段烧结和二段烧结和采用新型制备工艺，合成类似于钴酸锂的微米级一次单晶颗粒，有利于该材料层状结构形成、降低材料电化学极化和提高倍率特性，根据a中所得的金属氢氧化物前驱体和锂盐混合球磨2～6小时后将预混料压实装舟，在氧化气氛中于600～1000℃热处理6～30小时，使得镍、钴、锰三者能够实现均一分布，因此电化学性能优异，结构稳定性和热稳定性能好。

技术领域

本发明涉及锰钴镍锂离子电池材料领域，尤其是涉及一种高电压氧化锰镍钴锂的制备方法。

背景技术

锂离子电池具有比能量高，功率密度高，循环寿命长，自放电小，性能价格高，污染少等优点，是当今便携式电子产品的可再充电源的主要选择对象。由于正极材料的比容量较低，且又需要额外负担负极的不可逆容量损失，因此正极材料的研究与改进一直是锂离子电池研究的关键问题。目前主要研究的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴酸锂和锂锰钴镍氧等，钴酸锂材料因为存在价格昂贵、容量几乎发挥到了极限、资源短缺、安全性能差等缺陷使其必将在最近的5～10年内遭受被取代的命运；锰酸锂材料有较高的安全性能和低廉的价格，但是其较低的比容量，较差的循环性能，特别是高温循环性能使得其应用受到了较大的限制；磷酸铁锂具有低廉的价格、较高的安全性能、较好的结构稳定性，优越的循环性能，但是其振实密度低，体积比容量低，电导率低，低温放电性能差，倍率放电差等问题需要继续研究和改进；镍钴酸锂是一种容量比较高的材料，价格相对便宜，比较容易规模化利用，但材料的合成相对困难，而且存在密度相对较低，电压平台较低，充放电效率低，和电解液相容性和安全性差等缺陷；锂锰钴镍氧是一种新型的正极锂离子电池正极材料。此材料的高容量、高安全性能是其它材料无法比拟的，而且价格低廉，与电解液的相容性好，循环性能优异，必将在最近的几年内推向市场，首先可在小型通讯和小型动力领域地应用，通过进一步研制，还有在大型动力领域应用的可能。

目前在生产工序相对复杂导致成本较高，并且首次放电容量比随后几次的放电容量要低，大多数采用类似于钴酸锂的高温固相烧结工艺，(将氧化钴+氧化镍+氧化锰+碳酸锂进行混合与高温烧结)无法达到镍、钴、锰三者在晶体结构中原子水平上的均一分布，因此电化学性能不理想。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种高电压氧化锰镍钴锂的制备方法，目的是通过采用新型制备工艺和烧结技术，然后将其与氢氧化物研磨，使得镍、钴、锰三者能够实现均一分布，因此电化学性能优异。

本发明的技术方案概述如下：

一种高电压氧化锰镍钴锂的制备方法，该方法包括将含有锂化合物和镍锰钴氢氧化物的混合物进行一段烧结和二段烧结，还包括在一段烧结后加入粘合剂和/或粘合剂溶液，其如下步骤：

a.络合剂和氢氧根离子在碱性条件下被加入到金属盐溶液中，以形成金属氢氧化物前驱体，络合剂被用来选择于金属离子形成络合物，络合剂与金属离子的摩尔比接近0.5～4，并且PH值调整为8.5～13，

b.根据a中所得的金属氢氧化物前驱体和锂盐混合球磨2～6小时后将预混料压实装舟，在氧化气氛中于600～1000℃热处理6～30小时，然后冷却、粉碎分级，过325目筛、混即成为经后处理的含氧化锰镍钴锂。

优选的是，所述钴、镍和锰的合金盐溶液是以硫酸盐、硝酸盐或氯化物形式存在的，其PH值调整为10～11。

优选的是，所述一段烧结产物与粘合剂的重量比为5∶1-40∶1。

优选的是，所述络合剂为EDTA、酒石酸、氯化铵和氨水。其中最优选为氯化铵或氨水。

优选的是，所述络合剂和金属的摩尔比为1.5～2。