[发明专利]一种镍钴铝三元正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种镍钴铝三元正极材料的制备方法。本发明所述的镍钴铝三元正极材料的制备方法，把前驱体湿法共沉淀包覆技术和高温固相分段烧结技术相结合，同时使用添加助熔剂的方法降低材料的熔点，使前驱体和锂盐处在一个熔融的环境中，加速金属离子的扩散，使晶粒在较低的温度下开始生长发育；石墨烯即可显著提高复合材料的倍率性能，既能保证正极材料制备的锂离子电池的高能量密度，又能提高其功率密度，并且降低了生产成本。

主权项

 一种镍钴铝三元正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）将硫酸镍溶液、硫酸钴溶液和硫酸锰溶液按Ni：Co：Al摩尔比为60：20：20混合均匀，然后向溶液中加入NaOH或KOH溶液中和，通过控制结晶法产生三元系的氢氧化物Ni_0.6Co_0.2Al_0.2(OH)₂的沉淀，然后将得到的沉淀过滤、洗涤后，在100‑150℃下干燥4‑8h；（2）在气氛炉中，通入氧气或空气，将在步骤（1）所得产物在300‑600℃下进行热处理10‑12小时后自然冷却，得到氧化物；（3）将在步骤（2）所得氧化物和锂盐按氧化物中的金属阳离子与Li离子的摩尔比1:1‑1.15进行混合，混合过程中同时加入助熔剂，其加入的质量为锂盐和氧化物总质量的5‑10%；充分混匀后，将反应物在空气流或氧气流中分两段烧结，首先在700‑800℃的空气流条件下烧结6‑8小时，然后将烧结温度升至850‑950℃，再在氧气流中烧结10‑12小时，烧结完毕后随炉冷却，得到复合氧化物；将得到的复合氧化物进行粉碎、分级、过300目筛，得到三元系复合氧化物LiNi_0.6Co_0.2Al_0.2O₂基体材料；（4）将石墨烯或氧化石墨烯与分散剂、溶剂混合超声分散或机械搅拌，形成石墨烯或氧化石墨烯分散液，加入上述基体材料到分散液中，球磨或高速搅拌混合均匀，100℃真空干燥12小时，在氮气、氩气或氢氩混合气保护下，以3‑10℃/min升温，450‑800℃加热3‑8小时，自然冷却，粉碎过200目筛网，制备得到产品。