一种镍钴锰酸锂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CN106784790A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611244829.1(22)申请日2016.12.29(71)申请人中信大锰矿业有限责任公司地址532200广西壮族自治区崇左市石林路(72)发明人李华成王春飞钟胜奎黄炳行卢道焕李普良黄瑞鸿(74)专利代理机构南宁东智知识产权代理事务所(特殊普通合伙)45117代理人戴燕桃汪治兴(51)Int.Cl.H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M10/0525(2010.01)H01M4/1391(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，属于能源材料技术领域。本发明包括如下步骤：（1）将锂源、镍源、钴源、锰源及含草酸根的化合物加入络合剂溶液中，搅拌至全部溶解，得到混合溶液；（2）将混合溶液静置，冷冻结晶得到絮状沉淀；（3）将絮状沉淀过滤、洗涤、干燥得前驱体，将前驱体煅烧后随炉冷却即得镍钴锰酸锂三元正极材料。本方法可显著提高镍钴锰酸锂三元正极材料的充放电比容量、倍率性能和循环性能。CN106784790ACN106784790A权利要求书1/1页1.一种镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将锂源、镍源、钴源、锰源及含草酸根的化合物加入络合剂溶液中，以摩尔比计，Li:Ni:Co:Mn:草酸根:络合剂＝(0.98～1.1):(0.05～1):(0.05～1):(0.05～1):(2～4):(1～4)，搅拌至全部溶解，得到混合溶液；（2）将步骤（1）所得的混合溶液静置，在-15～0℃下冷冻结晶1～20h，得到絮状沉淀；（3）将絮状沉淀过滤、洗涤、干燥得前驱体，将前驱体于空气或氧气中并在750～1000℃下煅烧1～24h，随炉冷却即得镍钴锰酸锂三元正极材料，化学式为，其中，0<x<1，0<y<1且(x+y)<1；所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂、乙酸锂、硝酸锂、草酸锂、乳酸锂中的一种或几种；所述镍源为硫酸镍、氯化镍、硝酸镍、草酸镍、乙酸镍、柠檬酸镍、氧化镍中的一种或几种；所述钴源为硫酸钴、氯化钴、硝酸钴、草酸钴、乙酸钴、柠檬酸钴、四氧化三钴中的一种或几种；所述锰源为硫酸锰、氯化锰、硝酸锰、草酸锰、乙酸锰、柠檬酸锰、二氧化锰中的一种或几种；所述含草酸根的化合物为草酸、草酸钠、草酸钾和草酸铵中的一种或几种；所述络合剂溶液为氨水、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五乙酸、羟乙二胺四乙酸、酒石酸、柠檬酸、抗坏血酸、葡萄糖酸中的一种或几种。2.如权利要求1所述的镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，络合剂溶液的浓度为0.2～4mol/L。3.如权利要求1所述的镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述锂源为氢氧化锂、乙酸锂，镍源为硝酸镍、乙酸镍，钴源为硝酸钴、乙酸钴，锰源为硝酸锰、乙酸锰，草酸根的化合物为草酸钠，络合剂溶液柠檬酸、酒石酸。4.如权利要求1所述的镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，冷冻结晶2～10h。5.如权利要求1所述的镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，煅烧时间为6~18h。2CN106784790A说明书1/4页一种镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法，具体涉及一种镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法。背景技术[0002]目前商业化的锂离子电池正极材料主要是钴酸锂，但由于其价格昂贵且热稳定性差，所以难以在动力电池或储能电池领域得到应用。磷酸铁锂和锰酸锂由于成本低、资源丰富等特点，被认为是具有发展前景的动力锂离子电池正极材料，但它们的容量低，能量密度较低，无法满足高能量密度动力电池的要求。因此，人们近年来致力于研究高容量正极材料，其中镍钴锰酸锂三元正极材料因兼有钴酸锂和镍酸锂的优点，且合成方法简单，价格相对便宜，被认为是一种很有前途的正极材料，在动力电池和储能电池领域有广阔的应用前景。[0003]与钴酸锂相比，镍钴锰酸锂三元材料具有以下显著优势：（1）成本相对较低：由于钴含量低，成本仅相当于钴酸锂的1/4；（2）安全性能好：安全工作温度可达170℃，而钴酸锂仅为130℃，大幅提升了使用安全性；（3）比容量高：Li充电电压在4.6V时（钴酸锂充电限制电压为4.2V），其放电比容量高达210mAh/g，充电电压在4.8V时，其放电比容量高达245mAh/g，相当于钴酸锂的1.7倍，极大提升了电池的能量密度和供电时间。[0004]虽然镍钴锰酸锂三元正极材料具