[发明专利]一种改性型三元正极材料的制备方法

说明书

本发明涉及锂电池材料领域，尤其涉及一种改性型高容量长寿命三元正极材料的制备方法。所述方法包括：将镍盐、钴盐和锰盐共溶于氯化氢水溶液中并加入铜源和铁源，得到预溶液；对预溶液进行搅拌并加入强碱，进行共沉淀，得到悬液；将悬液与络合剂溶液混合，进行陈化处理得到陈化液；将陈化液中的粉末状沉淀物滤出，清洗后与锂源混合进行球磨，得到前驱体；对前驱体进行煅烧处理，即得到改性型高容量长寿命三元正极材料。本发明制备方法简洁高效；所得正极材料具有较高的常压(3.0V)克容量；所得正极材料具有良好的常压循环性能。

技术领域

本发明涉及锂电池材料领域，尤其涉及一种改性型三元正极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池具有高动作电压、高比能量、大容量、自然损耗少和循环性能优异等优点。目前锂离子电池的正极主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂和镍钴锰酸锂等等。其中，镍钴锰酸锂（即镍钴锰三元正极材料）的应用范围最广，被大多数企业采用。

但是，目前的镍钴锰三元前驱体大多采用均相共沉淀的方法进行制备，再将其与锂盐进行高温固相化反应得到正极材料。但是，目前大多数镍钴锰酸锂三元正极材料均存在容量较低、长时间循环使用后容量快速下降，导致寿命较短的问题。尤其在大部分可充的二次锂电池中，其锂电池可容量在进行约600次循环后即已产生了严重下降。

如中国专利局于2017年1月25日公开的一种高电压单晶镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法的发明专利授权，授权公开号为CN104134791B，其采用多元素配合的方式提高了镍钴锰酸锂电池工作时的循环性能，但是其存在制备工艺较为复杂，成本较高等问题。

发明内容

为解决现有的锂离子电池正极材料存在容量有限、使用寿命较短，尤其在1C充放电使用过程中容量快速下降，容易进一步缩短电池寿命等问题，本发明提供了一种改性型高容量长寿命三元正极材料的制备方法。本发明的目的在于：一、提供一种锂离子电池正极材料的制备方法；二、制备方法简洁高效；三、提高所制得正极材料的克容量；四、提高正极材料的循环性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

种改性型高容量长寿命三元正极材料的制备方法，

所述制备方法包括以下制备步骤：

1）将镍盐、钴盐和锰盐共溶于氯化氢水溶液中并加入铜源和铁源，得到预溶液；

2）对预溶液进行搅拌并加入强碱，进行共沉淀，得到悬液；

3）将悬液与络合剂溶液混合，进行陈化处理得到陈化液；

4）将陈化液中的粉末状沉淀物滤出，清洗后与锂源混合进行球磨，得到前驱体；

5）对前驱体进行煅烧处理，即得到改性型高容量长寿命三元正极材料。

本发明方法中，首先将镍钴锰三种盐溶于氯化氢水溶液中，随后在搅拌条件下利用强碱进行共沉淀得到含有粉状沉淀物的悬液，此时粉状沉淀物颗粒均匀性较差，存在部分颗粒先形核后富集生长粒径较大、部分粉粒后形核生长情况较差等问题，再将悬液与络合剂混合，在络合剂中颗粒物处于溶解和沉淀的动态平衡中，因此较大的颗粒表面部分溶解，而较小的粉粒继续生长，实现沉淀物颗粒的粒径均匀化，并且在该动态平衡过程中进行晶相结构重排，使得沉淀物结构更加稳定，得到稳定的前驱体。最后再将前驱体与锂源混合球磨、煅烧，得到三元正极材料。由此获得的正极材料具有更稳定的结构，在长时间循环后不易发生粉化、破碎导致性能急剧下降等问题发生。