[发明专利]一种多孔空心球形三元正极材料的超声雾化制备方法

摘要

本发明属于锂离子电池电极材料的技术领域，涉及一种采用超声雾化技术制备多孔空心球形三元正极材料的方法。该方法先将可溶于水的锂源、镍源、钴源、锰源和金属螯合剂按照1~1.2xyz摩尔比溶于去离子水，水浴锅中继续搅拌并回流，搅拌8~20小时后得到用于雾化的前驱体溶液，然后利用超声雾化仪将得到的混合溶液雾化成雾滴，在抽真空系统的辅助下将雾滴载入高温炉，使雾滴变成前驱体粉末，最后在空气或氧气的氛围中煅烧，得到多孔空心球形三元正极材料粉末。本发明有效控制了三元正极材料的化学成分、相成分和粒径，制备的多孔空心球形三元正极材料振实密度高，粒度分布均匀，电化学性能优良，适合工业化生产。

主权项

一种多孔空心球形三元正极材料的超声雾化制备方法，其特征在于：1）分别将可溶性Li、Ni、Co、Mn的化合物按1～1.2：x：y：z 摩尔比溶于去离子水，充分搅拌得到澄清的混合溶液，其中0≤x≤0.8, 0≤y≤0.6, 0.2≤z≤0.6,x+y+z=1;2）在混合溶液中加入金属离子鳌合剤并搅拌3～6小时，之后用氨水或乙二胺调节上述溶液的PH值，PH值范围是5～7；3）将混合溶液放置于温度为40～70℃的水浴锅中继续搅拌并回流，搅拌8～20小时后得到用于雾化的前驱体溶液；4）用超声雾化制备系统将得到的前驱体溶液雾化成小雾滴，利用抽真空系统让小雾滴通过石英管式炉或刚玉管式炉，雾滴通过管式炉的速度为 0.5～3cm/s，小雾滴干燥后成为前驱体粉末，用粉末收集器收集前驱液粉末，即球形三元前驱体粉末；5）将收集到的球形三元前驱体粉末置于马弗炉或气氛炉中，在空气或氧气氛围下分两阶段煅烧：① 第一阶段：煅烧温度为450～600℃，从室温升到煅烧温度的升温速率为1～5℃/分钟，煅烧时间为3～8小时；② 第二阶段：煅烧温度为750～900℃，从第一阶段煅烧温度升到第二阶段煅烧温度的升温速率为2～10℃/分钟，煅烧时间为6～36小时；煅烧完毕后随炉降温至室温，得到本发明所述的多孔空心球形三元正极材料LiNixCoyMnzO2。