一种微米级单晶三元正极材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109786672A(43)申请公布日2019.05.21(21)申请号201811590412.X(22)申请日2018.12.25(71)申请人中国电子科技集团公司第十八研究所地址300384天津市滨海新区滨海高新技术产业开发区华科七路6号(72)发明人许寒丁飞王泽深宗军倪旺宁凡雨刘逸俊刘胜男(74)专利代理机构天津市鼎和专利商标代理有限公司12101代理人李凤(51)Int.Cl.H01M4/1391(2010.01)H01M4/131(2010.01)H01M4/04(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称一种微米级单晶三元正极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种微米级单晶三元正极材料的制备方法，原料砂磨混合：将羰基镍、羰基钴、羰基锰和叔丁基锂在砂磨机中按照摩尔比0.2-0.6:0.2-0.4:0.2-0.5:0.95-1.15高速研磨，砂磨机工作的线速度a＝20-35m/s，研磨介质为碳化钨颗粒尺寸b＝0.1-5毫米，研磨时间b*600/a小时；材料烧结：材料于空气气氛中，采用普通圆盘电炉烧结，电炉功率为P＝1500-3000W，电炉丝长度L＝5-15米，烧结时间为P*0.3/L小时，得到微米级单晶三元正极材料。本发明通过采用本工艺合成的微米级单晶三元正极材料，具有比表面积低、粒度分布集中，同时热稳定高等优点，另外由于具有较低的比表面积，材料和电解液接触程度较低，材料的循环寿命较之常规的球形团聚材料有较大的提升。CN109786672ACN109786672A权利要求书1/1页1.一种微米级单晶三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料砂磨混合：将羰基镍、羰基钴、羰基锰和叔丁基锂在砂磨机中按照摩尔比0.2-0.6:0.2-0.4:0.2-0.5:0.95-1.15高速研磨，砂磨机工作的线速度a＝20-35m/s，研磨介质为碳化钨颗粒尺寸b＝0.1-5毫米，研磨时间b*600/a小时；(2)材料烧结：材料于空气气氛中，采用普通圆盘电炉烧结，电炉功率为P＝1500-3000W，电炉丝长度L＝5-15米，烧结时间为P*0.3/L小时，得到微米级单晶三元正极材料。2CN109786672A说明书1/2页一种微米级单晶三元正极材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于无机新能源材料技术领域，特别是涉及一种微米级单晶三元正极材料的制备方法。背景技术[0002]当前，锂离子电池是电动汽车用较为广泛和可靠的动力源。伴随着电动汽车的发展,对电池能量密度的要求越来越高。目前锂离子动力电池较多的采用磷酸铁锂和NCM三元作为正极材料，磷酸铁锂材料由于工作电压较低，且电极的压实密度不高，造成了成组后的电池总体能量密度不高，而三元类正极材料尽管具有较高的能量密度，但是由于其规模化制备方法往往是液相共沉淀法，而得到的产品多为微米级球形团聚体，而这些团聚体在电极涂布碾压过程中会破碎掉粉从而对电池各项性能造成一定影响。[0003]微米级单晶材料是改善材料加工性能的一个有效手段，从钴酸锂材料的成功经验可以看出，单晶正极材料具有良好的热稳定性，电极/电解液界面兼容性以及较高的电极压实密度(目前三元类正极材料压实密度往往在3.3-3.6g/cm3左右，而单晶材料的压实密度往往大于3.9g/cm3)。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种微米级单晶三元正极材料的制备方法，有助于改善材料的热稳定性、电极/电解液界面兼容性以及较高的电极压实密度的三元类正极材料。[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种微米级单晶三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：[0006](1)原料砂磨混合：将羰基镍、羰基钴、羰基锰和叔丁基锂在砂磨机中按照摩尔比0.2-0.6:0.2-0.4:0.2-0.5:0.95-1.15高速研磨，砂磨机工作的线速度a＝20-35m/s，研磨介质为碳化钨颗粒尺寸b＝0.1-5毫米，研磨时间b*600/a小时；[0007](2)材料烧结：材料于空气气氛中，采用普通圆盘电炉烧结，电炉功率为P＝1500-3000W，电炉丝长度L＝5-15米，烧结时间为P*0.3/L小时，得到微米级单晶三元正极材料。[0008]本发明的有益效果是：通过采用本工艺合成的微米级单晶三元正极材料，具有比表面积低、粒度分布集中，同时热稳定高等优点，另外由于具有较低的比表面积，材料和电解液接触程度较低，材料的循环寿命较之常规的球形团聚材料有较大的提升。具体实施方式[0009]为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：[0010]实施例1[0011]羰基镍、羰基钴、羰基锰和叔丁基锂按照摩尔比0.