[发明专利]一种单晶三元锂电池正极材料的制备方法及锂离子电池

摘要

本发明公开了一种单晶三元锂电池正极材料的制备方法及锂离子电池，涉及锂电池技术领域，包括以下步骤：将硫酸锰溶液、硝酸镍溶液、硫酸钴溶液混合均匀，利用蠕动泵分别同时将混合溶液、碳酸钠溶液和氨水缓慢加入到反应容器中，反应得到三元碳酸前驱体；将三元碳酸前驱体升温煅烧后得到氧化物前驱体；将氧化物前驱体与LiF、掺杂剂湿法球磨得到混合料，将混合料升温预煅烧2‑5h后，再升温至750‑800℃煅烧8‑10h；将煅烧产物与Li2CO3混合烧结，自然降温即可，本发明单晶三元锂电池正极材料中镍、锰、钴三者的摩尔比与设计成分比非常接近，具有良好的循环伏安性能，库伦效率大于93％，市场应用前景广泛。

主权项

1.一种单晶三元锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分别配置一定浓度的硫酸锰溶液、硝酸镍溶液、硫酸钴溶液、碳酸钠溶液待用；(2)向开启搅拌的反应容器中通入高纯氮气，将硫酸锰溶液、硝酸镍溶液、硫酸钴溶液等体积预先混合均匀得到混合溶液，利用蠕动泵分别同时将混合溶液、碳酸钠溶液和氨水缓慢加入到反应容器中，控制反应容器内的pH为7.5‑8、反应温度为50‑55℃，搅拌速度为100‑200r/min，搅拌反应6‑10h后关闭搅拌，保温静置陈化1‑3h后恢复室温继续静置陈化6‑12h，抽滤将得到的固体充分洗涤并烘干，得到三元碳酸前驱体Ni_xMn_yCo_zCO₃；(3)将三元碳酸前驱体Ni_xMn_yCo_zCO₃转移至管式炉中，氮气氛围下以12‑15℃/min的速度升温至450‑480℃煅烧10‑15h后充分球磨得到氧化物前驱体；(4)将氧化物前驱体与LiF、掺杂剂加入到球磨混合机中湿法球磨得到混合料，将混合料转移至管式炉中，空气氛围下以20‑25℃/min的速度升温至500‑520℃预煅烧2‑5h后，再以4‑8℃/min的速度升温至750‑800℃煅烧8‑10h；(5)将上述煅烧产物与Li₂CO₃按一定重量比混合，研磨过筛并振实后转移至管式炉中，氮气氛围下以5‑10℃/min的速度升温至960‑980℃烧结15‑18h，自然降至室温即可得到所述单晶三元锂电池正极材料LiNi_xMn_yCo_zO₂，其中x+y+z＝1。