[发明专利]一种三元正极材料制备工艺

说明书

本发明公开了一种三元正极材料制备工艺，将高镍三元材料与锂源放入高混机内进行均匀的混合产生混合物；然后将混合物放入到辊道窑进行第一次烧结，烧结的温度为700‑1000℃，并控制其烧结时间8‑15个小时得到半成品料；然后对半成品料进行粉碎、包覆，将包覆后的半成品料放入辊道窑进行第二次烧结，烧结的温度为700‑1000℃，烧结得到高镍三元材料成品；最后经干燥、筛分、混合和除铁得到三元正极材料。该制备工艺晶粒发育得到改善，离子混排少，层状结构完善，电性能和善循环性能更加优良。

技术领域

本发明涉及制氢装置技术领域，特别涉及一种三元正极材料制备工艺。

背景技术

锂离子电池的关键材料是正极材料，约占锂离子电池成本的30％，目前市场上应用的主要有钴酸锂、三元材料、锰酸锂、磷酸铁锂。其中，三元材料，即镍钴锰酸锂材料，是一种新型锂电池正极材料；相比其他正极材料而言，具有质量比容量高，成本低、热稳定性好、能量密度大优点，被广泛应用数码电子产品、电动工具、电动自行车等领域。三元材料的制备主要采用三元前躯体与锂源混合后高温烧结制备。镍钴锰氢氧化物是被广泛使用的三元前驱体材料，化学通式为NixCoyMnz(OH)2，具体以镍盐、钴盐、锰盐为原料，并按照实际需要调整镍钴锰的具体用量比例(x:y:z)合成。

目前，三元正极材料的生产中需要改善诸如循环性能差、热稳定性不佳等问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种三元正极材料制备工艺，该制备工艺晶粒发育得到改善，离子混排少，层状结构完善，电性能和善循环性能更加优良。

本发明解决现有技术中的问题所采用的技术方案为：一种三元正极材料制备工艺，将高镍三元材料与锂源放入高混机内进行均匀的混合产生混合物；然后将混合物放入到辊道窑进行第一次烧结，烧结的温度为700-1000℃，并控制其烧结时间8-15个小时得到半成品料；然后对半成品料进行粉碎、包覆，将包覆后的半成品料放入辊道窑进行第二次烧结，烧结的温度为700-1000℃，烧结得到高镍三元材料成品；最后经干燥、筛分、混合和除铁得到三元正极材料。

作为本发明的优选方案，所述高镍三元材料中Ni:Co:Mn的摩尔比为8：1：1或6：2：2，所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂，将高镍三元材料与锂源放入高混机前通过振动筛的筛分防止带入对材料性能有影响的杂质。

作为本发明的优选方案，将所述混合物放入辊道窑进行第一次烧结和第二次烧结时通入空气，使辊道窑内能得到充分的氧气，并将产生的废气及时排走。

作为本发明的优选方案，将半成品料进行粉碎具体包括首先利用对辊机将半成品料进行粗破，粗破后的产品再利用粉碎设备进行细破。

作为本发明的优选方案，所述半成品料在粉碎过程中与半成品料接触部分为刚玉陶瓷等非金属材质。

作为本发明的优选方案，将所述半成品料进行包覆过程中，包覆材料为金属氧化物、磷酸盐、碳和聚合物等。

作为本发明的优选方案，所述除铁采用电磁除铁器或永磁除铁器，所述除铁器对材料混合、半成品粉碎以及物料在各个工艺之间的输送进行除铁。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明一种三元正极材料制备工艺，通过两次可控的通入空气烧结使晶粒发育得到改善，离子混排少，层状结构完善，电性能更加优良；并通过包覆工艺提高容量改善循环性能。

具体实施方式

下面结合数据表格对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。