[发明专利]一种高性能镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高性能镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法，在前驱体制备过程中前期控制进料速率和反应体系pH值在一个较高的水平，使得反应体系迅速成核并形成大量晶种；后期适当降低进料速率和反应体系pH值，使晶核缓慢长大，从而制备出颗粒高度均匀的氢氧化镍钴铝前驱体；再在前驱体表面引入高价金属离子，最后通过两段式烧结方式将前驱体和一水合氢氧化锂煅烧，得到镍钴铝酸锂正极材料。本发明提升了镍钴铝酸锂正极材料的电化学性能、结构稳定性和循环稳定性，改善效果显著，有助于提升锂电池正极材料的整体性能，且该操作简单、易于工业化，适于在本领域内推广使用。

主权项

1.一种高性能镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)氢氧化镍钴铝前驱体制备首先将原料镍盐、钴盐和铝盐溶液按照空时100～300min的进料速率添加到50～60℃的反应容器内进行沉淀反应，反应过程中同时添加氨水和氢氧化钠溶液，维持反应体系的pH为11.3～11.7；待反应物进料至反应容器体积的50～80％时，调节盐溶液的进料速率为空时300～1000min，同时调节氨水和氢氧化钠溶液，维持反应体系的pH为10.8～11.0，继续进行沉淀反应至少10h，反应所得沉淀经洗涤、过滤、干燥即得到氢氧化镍钴铝前驱体；所述镍盐、钴盐和铝盐中镍、钴、铝离子摩尔比为80～90:15～7:5～3；(2)前驱体表面改性将所得氢氧化镍钴铝前驱体加入到含有表面活性剂、乙酸盐的混合溶液中，并搅拌均匀，再蒸发除去混合溶液中的溶剂，所得产物经干燥即得到表面改性的前驱体；所述表面活性剂的添加量为氢氧化镍钴铝前驱体质量的1～5％；所述乙酸盐的物质的量是氢氧化镍钴铝前驱体中镍、钴、铝总物质的量的1～5％；(3)镍钴铝酸锂正极材料制备将表面改性的前驱体于400～500℃，预烧4～10h，再将预烧所得产物与一水合氢氧化锂研磨均匀，之后在氧气氛围、720～800℃条件下煅烧12～20h，即得到高性能的镍钴铝酸锂正极材料；所述一水合氢氧化锂中锂的物质的量与氢氧化镍钴铝前驱体中镍、钴、铝总物质的量之比为(1.03～1.10)：1。