一种高容量球形镍钴铝酸锂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CN104617292A(43)申请公布日2015.05.13(21)申请号201510027002.4(22)申请日2015.01.20(71)申请人湖南省正源储能材料与器件研究所地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号申请人中南大学(72)发明人李荐陈宝荣周宏明(51)Int.Cl.H01M4/525(2010.01)H01M4/485(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种高容量球形镍钴铝酸锂正极材料的制备方法(57)摘要一种高容量球形镍钴铝酸锂正极材料（NCA）的制备方法包括先在常温下将含有镍、钴、铝、锂等元素的化合物在分散剂中进行湿混，然后干燥，得到混合均匀的原料混料；再将干燥后得到原料混料在5～600r/min的回旋转动炉膛中的氧化气氛中进行分段烧结并保温一定的时间，然后快速降温，得到高容量的球形镍钴铝酸锂正极材料。本发明的整个制备过程中各种原料都在湿混和转动混合的动态过程中进行，充分的促进了各种原料之间的均匀混合，解决了固相法制备镍钴铝酸锂正极材料过程中的成分偏析问题。CN104617292ACN104617292A权利要求书1/1页1.一种高容量球形镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法中先在常温下将含有镍、钴、铝、锂等元素的氧化物或者氢氧化物或者盐类在分散剂中进行湿混，然后干燥，得到混合均匀的原料混料；然后将原料混料置于氧化气氛中，同时在高温回转炉膛中以5～600r/min的转速进行高温烧结并保温一定的时间，然后快速降温，从而得到高容量的球形镍钴铝酸锂正极材料。2.根据权利要求书1所述的一种高容量球形镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：含有镍、钴、铝、锂等元素的原料为各自对应的氧化物或者氢氧化物或者金属盐类中的一种或者几种；所述含有镍元素的氧化物或者氢氧化物或者盐类为氧化镍、三氧化二镍、硝酸镍、氢氧化镍、硫酸镍、草酸镍、磷酸镍等中的一种或者几种；所述含有钴元素的氧化物或者盐类为四氧化三钴、三氧化二钴、氢氧化钴、硝酸钴、硫酸钴、草酸钴、氯化钴、磷酸钴等中的一种或者几种；所述含有铝元素的氧化物或者盐类为氢氧化铝、氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、草酸铝、磷酸铝、氧化铝及其各种不同晶型的氧化物等中的一种或者几种；所述含有锂元素的氧化物或者盐类为氧化锂、超氧化锂、氢氧化锂、硝酸锂、碳酸锂、草酸锂、磷酸锂等中的一种或者几种。3.根据权利要求书1所述的一种高容量球形镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：含有镍、钴、铝、锂等原料的混料中各种金属阳离子的摩尔配比为nNi：nCo：nAl：nLi=（0.80～0.85）：（0.10～0.15）：（0.05～0.10）：（1.0～1.02）。4.根据权利要求书1所述的一种高容量球形镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：所选用的分散剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、正己醇、2-甲氧基乙醇和2-乙氧基乙醇等有机或者无机试剂。5.根据权利要求书1所述的一种高容量球形镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：湿混过程中，分散剂与镍、钴、铝、锂化合物原料的体积比为（0.3～1）：1；球磨介质与镍、钴、铝、锂化合物原料的质量比为（4～8）：1，以获得原料混合均匀的浆料。6.根据权利要求书1所述的一种高容量球形镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：分散剂与各种原料的湿混在球磨过程中进行，球磨机转速为200～500r/min，球磨时间为12h～48h。7.根据权利要求书1所述的一种高容量球形镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：高温烧结包括300℃～680℃的预烧结过程和700℃～950℃的固溶烧结过程；预烧结过程中炉膛转动速度为5～600r/min，固溶烧结过程炉膛转动速度为5～500r/min；预烧结过程的保温时间为4h～10h，固溶烧结过程的保温时间为12h～48h。8.根据权利要求书1所述的一种球形高容量镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：常温到预烧结温度升温速率为10～20℃/min，预烧结过程保温结束后至固溶烧结温度的升温速率为8～15℃/min。9.根据权利要求书2所述的一种高容量球形镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：烧结的整个过程在氧化气氛中进行，选用空气作为氧化气氛，更优选择富氧或者纯氧作为氧化气氛，最优选择臭氧作为氧化气氛；富氧作为氧化气氛时，氧气浓度为50～85%；臭氧作为氧化气氛时，臭氧浓度为0.1～20%。2CN104617292A说明书1/6页一种高容量球形镍钴铝酸锂正极材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术研发和应用领域，涉及到一种电化学性能优异的正极材料——球形镍钴铝酸锂正极材料（N