一種高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料及其制備方法
【專利摘要】一種高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料及其制備方法，該高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料分子式為LiaNi1-x(MM’)xO2·M’’O，其中a=0.9-1.2，0≤x≤0.70，M為Co、Mn、Al中的至少一種；M’為Co、Al、V、Mn、Zr、Mg、Ti、Cr、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Nb、Mo、Y、Sr、Ba、B、Sr、Sn、Ta中的至少一種；M’’O為包覆層，M’’為Co和Al。本發(fā)明還包括所述高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料的制備方法。本發(fā)明材料加工性能出色，使用本發(fā)明材料制備的電池，循環(huán)性能及高電壓性能優(yōu)異，使用安全穩(wěn)定，既可滿足便攜式電子設(shè)備對電池的使用性能要求，又適于作動力型電池使用。
【專利說明】一種高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正極材料及其制備方法，尤其是涉及一種高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]進入21世紀，煤炭、石油等傳統(tǒng)能源的日漸衰竭，高效、環(huán)保、可再生的二次能源成為人們關(guān)注的焦點。作為新能源的代表，鋰離子電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、便攜式電腦、電動工具、儲能備用電源、交通工具等領(lǐng)域，扮演著舉足輕重的角色，發(fā)揮著不可替代的作用。
[0003]隨著科技的日新月異，人們對鋰離子電池的要求也越來越高，輕便、高能量密度、安全無毒是未來新能源電池體系發(fā)展的主要方向。傳統(tǒng)正極材料鈷酸鋰具有穩(wěn)定的電性能，但價格較高，其實際可利用容量只有其理論容量(274mAh/g)的一半，約140mAh/g左右；要想獲得更高的容量，則可能會影響循環(huán)壽命并存在安全隱患。低成本的尖晶石結(jié)構(gòu)錳酸鋰，雖然具有成本和安全性能方面的優(yōu)勢，但其高溫循環(huán)和存儲時不可逆的錳溶解問題，以及過低的能量密度(振實密度〈2.3g/cm3，克容量約100mAh/g左右)成為制約其廣泛應(yīng)用的難題。而近年來被寄予厚望的磷酸鐵鋰，則因為其材料自身固有的缺陷，如低溫性能不佳、加工性能差、能量密度低等，而日益淡出人們的視線。
[0004]鎳系材料因具 有較高的能量密度而一直備受期待，一方面，其實際容量較高，可達190-210 mAh/g ;另一方面，其對環(huán)境的污染遠遠小于LiCoO2，并且價格和資源方面都比LiCoO2更具優(yōu)勢。LiNiO2具有和LiCoO2相同的層狀結(jié)構(gòu)，其中，氧原子位于6c位置，為立方密堆積，鎳原子位于3a位置，鋰原子位于3b位置，交替占據(jù)八面體位置，在111晶面方向上呈層狀排列(晶胞參數(shù)a= 0.2886nm, c=l.4214nm)。氧原子以稍微扭曲的立方結(jié)構(gòu)密堆積排列，鋰原子和鎳原子交替分布在氧層兩側(cè)，占據(jù)其八面體空隙。晶體中層狀的NiO2為鋰離子提供了可供遷移的二維隧道。因此，該層狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性決定了 LiNiO2循環(huán)性能的好壞。由于通常高溫下合成LiNiO2材料時，易生成非計量比的LihNipxO2，其中會有Ni2+離子存在。Ni2+離子很容易占據(jù)Li+所在的位置，而導致所謂的“陽離子混排”現(xiàn)象出現(xiàn)。在充放電過程中，Ni2+氧化為Ni3+或Ni4+，會造成化合物層間([LiO6]八面體層)結(jié)構(gòu)的局部塌陷，增加放電過程中Li+離子嵌入的難度，造成放電容量的下降，循環(huán)性能變差。此外，LiNiO2在高脫鋰狀態(tài)下，易生成氧化性很強的Ni4+，不僅氧化分解電解質(zhì)，放出熱量和氣體，而且自身不穩(wěn)定，在一定溫度下容易分解并析出O2，從而導致電池體系破壞甚至爆炸等安全事故。因而，循環(huán)性能和安全性能方面的劣勢極大的限制著LiNiO2的廣泛應(yīng)用。
[0005]大量研究表明，對層狀LiNiO2進行摻雜Co元素改性，可以有效的提高材料的循環(huán)性能和安全性能。層狀LiNihCoxO2 (0 ^ X≤1)是LiCoO2和LiNiO2的固溶體，具有a -NaFeO2型層狀結(jié)構(gòu)，屬于立方晶系，空間點群為
R3m,其中鋰原子占據(jù)八面體3a位，鈷原子和鎳原子隨機地占據(jù)八面體3b位，氧原子占據(jù)
6c位。LiNi^C0xO2的晶胞參數(shù)介于LiCoOjP LiNiO2之間，隨著鈷含量(X)的減少，晶胞參數(shù)a和c增大。x值對LiNihCoxO2電化學性能影響較大,一般x值較大時可以獲得出色的循環(huán)性能，而當X值減小時，材料的比容量有較大程度的提高。然而，盡管Co的加入使得LiNiO2的安全和循環(huán)性能都得到明顯改善，但要進行商業(yè)化應(yīng)用，還需進一步解決LiNihCoxO2的首次不可逆容量偏大以及循環(huán)性能不佳等問題。
[0006]基于這個情況，很多研究者在LiNiO2中同時摻雜Co、Al和Mn等元素，形成LiNinyC0xMyO2化合物，以提高材料的安全性能和循環(huán)性能。DSC分析結(jié)果表明，摻Al后形成的LiNia 8Co0.15A10.05O2材料與不摻Al產(chǎn)品相比，與氧的熱反應(yīng)溫度由200 V提升到310°C，也就是熱穩(wěn)定性和安全性能得到明顯提升。
[0007]目前，雖然富鎳材料通過摻雜等改性優(yōu)化，性能已得到了很大提升，然而其要實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，需重點提升加工性能、循環(huán)性能和安全性能。 [0008]LiaNihMxO2是一種以Ni為基體的鋰氧化合物，具有層狀晶體結(jié)構(gòu)，容量高，成本相對較低，但材料熱穩(wěn)定性不佳，表面堿度較高，易吸水，易產(chǎn)氣，加工性能差，在充放電過程中晶體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，電化學性能易惡化且存在安全隱患。充電時，材料中的Li+脫出，晶格中Ni2+被氧化成Ni3+和Ni4+離子，而高價態(tài)的Ni離子易與電解液發(fā)生副反應(yīng)而溶解，一方面會影響材料的電性能，另一方面容易產(chǎn)生氣體，釋放熱量，導致安全方面的問題；放電時，Li+嵌入晶格，材料內(nèi)部的高價Ni離子還原為Ni2+，而Ni2+與Li+的離子半徑較接近，易發(fā)生Ni2+占據(jù)原有Li+位置而導致Li+無法嵌入的情況，導致容量衰減和效率下降。
[0009]目前，合成的層狀富鎳正極材料(LiNihMxO2)主要的缺陷為:1、材料表面堿度高，加工性能不好，對電池制作環(huán)境要求高，容易引起極片掉料、電池吸水和鼓脹等現(xiàn)象；2、材料與電解液相容性較差，易發(fā)生副反應(yīng)，導致材料性能劣化；3、材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，高溫性能不佳，過充、熱箱等安全性能受到制約；4、材料在常規(guī)電壓下的能量密度還不能滿足動力電池需求，需提高充電電壓上限，提升電壓平臺和能量密度。
[0010]基于以上缺陷，層狀富鎳正極材料在商業(yè)化應(yīng)用中受到限制，特別是動力型電池中無法大規(guī)模使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種循環(huán)性能較好，使用安全穩(wěn)定，高電壓性能較優(yōu)的高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料及其制備方法。
[0012]本發(fā)明將富鎳多元材料前驅(qū)體與、碳酸鋰等鋰鹽、添加劑M’以一定比例混合，混合物經(jīng)過高溫熱處理后生成富鎳多元材料，將該材料進行鈷鋁交互表面沉積包覆，得到目標產(chǎn)物。
[0013]本發(fā)明之高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料，分子式為LiaNUMT )Jd2 ? M” 0，其中 a=0.9-1.2，0 ≤ X ≤ 0.70，M 為 Co、Mn、Al 中的至少一種;M，為 Co、Al、V、Mn、Zr、Mg、T1、Cr、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Nb、Mo、Y、Sr、Ba、B、Sr、Sn、Ta 中的至少一種；M’ ’ 0為包覆層，M’ ’為Co和Al,還可以包含Li或/和P ;
進一步，所述包覆層為 LiCoO2' Co3O4' CoO、Co2O3' Al2O3' Li3PO4' AlPO4' LiCoAlO2' LiAlO2中的至少一種，但必須同時含有Co和Al。
[0014]本發(fā)明之高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟:
(I)按摩爾比Li/(M+M’ +Ni) =0.9 - 1.2稱取富鎳多元材料前驅(qū)體NihMx(OH)2、鋰原料、添加劑M’的氧化物或氫氧化物,然后在混料設(shè)備中混合15-300min (優(yōu)選60 — 65min),然后將混合物在空氣、氧氣或氮氣氣氛中，經(jīng)500-1100°C高溫燒結(jié)5-20小時(優(yōu)選10 - 12小時)，生成富鎳多元材料LiaNLx (MT )x02 ;
所述鋰原料為碳酸鋰或氫氧化鋰；
所述 M，為 Co、Al、V、Mn、Zr、Mg、T1、Cr、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Nb、Mo、Y、Sr、Ba、B、Sr、Sn、Ta中的一種或多種；
所述混料設(shè)備優(yōu)選斜混機、球磨機、高效干混機中的一種；
(2)將鋁化合物溶于去離子水或無水乙醇中，配制成0.l-10mol/L (優(yōu)選0.2-2mol/L)的溶液，滴加沉淀劑控制PH值為3-10，得到鋁包覆液溶液A，所述溶液A中Al含量為富鎳多元材料重量的0.01%-0.5% ；
所述鋁化合物優(yōu)選為硫酸鋁、硝酸鋁、異丙醇鋁、磷酸鋁中的一種；
所述沉淀劑優(yōu)選為碳酸氫銨、磷酸氫氨、磷酸二氫銨、氫氧化鈉、氨水中的至少一種；
(3)將鈷化合物溶于去離子水中，配制成0.l-10mol/L (優(yōu)選0.2-2mol/L)的溶液，滴加沉淀劑控制PH值為3-10，得到鈷包覆液溶液B，溶液B中Co含量為富鎳多元材料重量的
0.05%-5% ；
所述鈷化合物為硫酸鈷、硝酸鈷、氯化鈷、醋酸鈷中的一種；
所述沉淀劑為碳酸氫銨、磷酸氫氨、磷酸二氫銨、氫氧化鈉、氨水中的至少一種；
(4)將步驟(1)所得富鎳多元材料與相當于富鎳多元材料質(zhì)量的0%-1%的鋰化合物投入混料設(shè)備中，以100-2000rpm的轉(zhuǎn)速邊攪拌邊加入步驟(2)所制備的溶液A、步驟(3)所制備的溶液B (控制注液速度，保證兩種溶液同時加完)，再混合5-100min(優(yōu)選30_60min)，得到A、B溶液均勻包覆的富鎳多元材料；將該材料在空氣、氧氣或氮氣氣氛中，在溫度200-1000°C下燒結(jié)2-12小時，然后過250 — 350目篩，即得；
所述鋰化合物為碳酸鋰、氫氧化鋰、醋酸鋰、硝酸鋰中的一種；
所述混料設(shè)備為分散機、高速混料機、真空攪拌機等。
[0015]本發(fā)明主要解決鋰離子電池用層狀富鎳正極材料(LiaNihMxO2，其中a=0.9-1.2，
0≤ X ≤ 0.70，M 為 Co、Al、V、Mn、Zr、Mg、T1、Cr、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Nb、Mo、Y、Sr、Ba、B、Sr、Sn、Ta中的一種或多種)在實際應(yīng)用中的能量密度、加工性能、循環(huán)性能、安全性能等方面不足。
[0016]本發(fā)明采用體相復合取代摻雜和表面復合沉積包覆兩種方式對富鎳多元材料進行改性；通過摻雜，添加的金屬元素與鎳離子形成復合層，鎳離子保持電化學活性，而添加元素能取代部分鎳，離子尺寸穩(wěn)定，鍵合力強，在層狀晶體結(jié)構(gòu)中起到支撐作用，能有效減少晶格在充放電過程中和高溫高電壓情況下的畸變扭曲，使材料結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定；通過包覆，在層狀富鎳正極材料表層形成網(wǎng)狀交互式鋰鋁鈷化合物包覆層，經(jīng)熱處理后形成均勻穩(wěn)定、導電性能突出的殼層，殼層能隔離電解液，減少材料本體與電解液之間的副反應(yīng)，降低鎳溶出量，提升材料的循環(huán)性能和安全性能；另一方面，殼層能中和材料表面殘堿，降低材料堿度，從而降低材料對環(huán)境中水份的敏感度，提升材料加工性能；此外殼層還是優(yōu)良的離子、電子傳導層，能加速界面?zhèn)鲗В嵘牧系男屎捅堵?。通過兩種手段優(yōu)化后，得到的材料循環(huán)性能突出，安全性能出色,加工性能穩(wěn)定,能同時滿足高溫、高電壓、高容量動力電池體系需求。[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下優(yōu)點:通過加入特殊元素復合摻雜，抑制材料在充放電過程中的晶格畸變，提高了材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，材料的熱穩(wěn)定性、循環(huán)性能、安全性能得到明顯提升；通過表面包覆處理，在富鎳多元材料表面形成一層均一的包覆層，使得材料本體與電解液之間形成一層鈍化膜，阻止材料與電解液之間的副反應(yīng)，防止Ni4+離子與電解液反應(yīng)、釋放熱量、產(chǎn)出氣體而導致的安全隱患，一方面有效維持材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，另一方面提升材料的安全性能。另外，復合包覆可防止過多的Li富集在材料表面，從而有效控制LiOH濃度，降低pH值，有效防止在制作電池極片過程中的吸水、發(fā)泡、掉料等現(xiàn)象，極大的提升了材料的加工性能，同時降低材料對電池制作環(huán)境中濕度等指標的敏感度；所得產(chǎn)品為球形顆粒，粒徑D50為5-15微米，振實密度在2.0-2.6 g/cm3，pH ^ 11.8 ;全電池4.3V初始容量可達160_200mAh/g，4.3,4.35V、45度循環(huán)500周后，容量保持率≥80% ;高溫性能、過充性能均能通過。
[0018]本發(fā)明材料加工性能出色，使用本發(fā)明材料制備的電池，循環(huán)性能及高電壓性能優(yōu)異，使用安全穩(wěn)定，既可滿足便攜式電子設(shè)備對電池的使用性能要求，又適于作動力型電池使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實施例1中的富鎳多元材料的X射線衍射圖譜(XRD) (Cu耙Ka射線,波長 0.154056nm)；
圖2是本發(fā)明實施例1中富鎳多元材料的電子掃描電鏡(SEM)照片，放大倍數(shù)為1000
倍;
圖3是本發(fā)明實施例2中富鎳多元材料的循環(huán)曲線，其中:充放電倍率為0.5C，充放電電壓為3.0-4.3V。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0021]實施例1
本實施例之高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)稱取3000g富鎳多元材料前驅(qū)體(分子式為Nia6Coa2Mna2(0H)2)、1311g碳酸鋰、10.5g氧化鋯、31.2g氧化鎂，投入球磨罐中混合240分鐘，將混合好的原料放入馬弗爐中，在空氣氣氛下，在890°C燒結(jié)12小時，得到富鎳多元材料(分子式Li(Nia6Coa2Mna2)a 977Zrtl.003啦0.02。2);
(2)稱取10.2g硝酸鋁溶于去離子水中，配制成2.5mol/L的溶液，滴加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH值至5.5，得到鋁包覆液溶液A ；
(3)稱取20.8g硝酸鈷溶于去離子水中，配制成3mol/L的溶液，通過滴加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH值至6.0，得到鈷包覆液溶液B ；
(4)將2000g步驟(1)所得富鎳多元材料、2.6g氫氧化鋰投入分散機中，邊以1000rpm的速度攪拌邊同時注入步驟(2)所得鋁包覆液和步驟(3)所得鈷包覆液，控制注液速度，保證兩種溶液同時加完；加完溶液后攪拌50min，將包覆好的材料放入馬弗爐中，在空氣氣氛中，550°C熱處理5小時后，將材料過300目篩，即得。[0022]本實施例所得產(chǎn)品粒度D50=9.3um, pH=10.97，比表面積BET=0.39m2/g，振實密度=2.32g/cm3。
[0023]將活性材料、PVDF和乙炔黑按94:3:3的質(zhì)量比例混合，加NMP，攪拌制成漿料。將漿料涂布于鋁箔上，在120°C下烘干，做成正極片；以金屬鋰片作為負極片；隔膜為進口的聚丙稀微孔膜(Celgard 2400);電解液為lmol/L LiPF6/碳酸乙烯脂(EC) +碳酸二甲脂(DMC)(體積比1:1)，在手套箱中組裝成CR2032扣式實驗電池。電池的充放電性能測試在室溫下進行，采用先恒流再恒壓的方式充電，充電截止電壓為4.4V，采用恒流放電，截止電壓為3.0V，充電電流密度為0.2C倍率，首次充放電效率和放電比容量為91.7%和192.7mAh/g°
[0024]附圖1為產(chǎn)品的X射線衍射圖譜(XRD)，附圖2為產(chǎn)品的電子掃描電鏡(SEM)照片。 實施例2
本實施例之高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)稱取3000g富鎳多元材料前驅(qū)體(分子式為Ni。.7Co0.2A10.1 (OH) 2)、1273g氫氧化鋰、20.1g 二氧化鈦(TiO2)U0.8g氧化鋯(Zr02)、33.8g氧化鎂投入球磨罐中混合200分鐘，將混合好的原料放入鐘罩爐中，在氧氣氣氛下，875°C燒結(jié)14小時，得到富鎳多元材料；
(2)稱取12.1g磷酸鋁溶于去離子水中，配制成2mol/L的溶液，通過滴加氫氧化鈉和氨水溶液調(diào)節(jié)溶液PH值至8，得到鋁包覆液溶液A ；
(3)稱取100.5g硫酸鈷溶于去離子水中，配制成5mol/L的溶液，通過滴加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH值至8，得到鈷包覆液溶液B ；
(4)將2500g步驟(I)所得富鎳多元材料投入分散機中，邊以IOOOrpm的速度攪拌邊同時注入步驟(2)所得鋁包覆液和步驟(3)所得鈷包覆液，控制注液速度，保證兩種溶液同時加完；加完溶液后攪拌60min，將包覆好的材料放入馬弗爐中，750°C熱處理8小時后，將材料過300目篩，即得。
[0025]本實施例所得產(chǎn)品粒度D50=ll.8um, pH=ll.15,比表面積BET=0.45m2/g,振實密度=2.47g/cm3 ;將產(chǎn)品按實施例1方式組裝成CR2032型扣式電池進行電化學性能測試，附圖3為電池循環(huán)曲線，其中對比樣為未經(jīng)過本發(fā)明改性處理的材料(即未經(jīng)本發(fā)明摻雜和包覆處理的材料)。
[0026]實施例3
本實施例之高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)稱取3000g富鎳多元材料前驅(qū)體(分子式為Nia75CoaiMnaiAlatl5(OH) 2)、1301g氫氧化鋰、22.9g氧化鋁、50.3g氧化釔投入球磨罐中混合200分鐘，將混合好的原料放入鐘罩爐中，在氧氣氣氛下，915°C燒結(jié)10小時，得到富鎳多元材料；
(2)稱取12.1g硝酸鋁溶于去離子水中，配制成2mol/L的溶液，滴加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH值至8.5，得到鋁包覆液溶液A ；
(3)稱取100.5g醋酸鈷溶于去離子水中，配制成5mol/L的溶液，通過滴加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH值至8.5，得到鈷包覆液溶液B ；
(4)將2500g富鎳多元材料投入分散機中，邊以IOOOrpm的速度攪拌邊同時注入鋁包覆液和鈷包覆液，控制注液速度，保證兩種溶液同時加完；加完溶液后攪拌60min，將包覆好的材料放入馬弗爐中，780°C熱處理8小時后，將材料過300目篩，S卩得到目標產(chǎn)品。[0027]本實施例所得產(chǎn)品粒度D50=12.5um, pH=ll.21，比表面積BET=0.36m2/g，振實密度=2.36g/cm3 ;將產(chǎn)品組裝成063048型方形電池，表1為電池測試數(shù)據(jù)(將活性材料、PVDF和導電炭黑按95.5:2.3:2.2的質(zhì)量比例混合，加NMP，攪拌制成漿料。將漿料涂布于鋁箔上，在120°C下烘干，做成正極片；與負極片、隔膜、電解液等組裝成063048型電池。電池的充放電性能測試在室溫下進行，采用先恒流再恒壓的方式充電，充電截止電壓為4.35V，采用恒流放電，截止電壓為3.0V，充電電流密度為0.5C倍率。改性前是沒有經(jīng)過摻雜和包覆的材料)。
【權(quán)利要求】
1.一種高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料，其特征在于，分子式為LiaNih(MT )Jd2 ? M” O，其中 a=0.9-1.2，0 ≤ X ≤ 0.70，M 為 Co、Mn、Al 中的至少一種;M，為 Co、Al、V、Mn、Zr、Mg、T1、Cr、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Nb、Mo、Y、Sr、Ba、B、Sr、Sn、Ta 中的至少一種；M’ ’ O為包覆層，M’’包括Co和Al。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料，其特征在于，M’’為Co、A1 和 Li 或 /和 P。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述包覆層為 LiCoO2' Co3O4' CoO、Co2O3> Al2O3' Li3PO4' AlPO4' LiCoAlO2' LiAlO2 中的至少一種。
4.一種制備如權(quán)利要求1 一 3之一所述高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按摩爾比Li/(M+M’+Ni)=0.9-1.2稱取富鎳多元材料前驅(qū)體NihMx (OH)2、鋰原料、添加劑M，的氧化物或氫氧化物，然后在混料設(shè)備中混合15-300min，再將混合物在空氣、氧氣或氮氣氣氛中，經(jīng)500-1100°C高溫燒結(jié)5-20小時，生成富鎳多元材料LiaNipx (麗’)=A ； 所述 M，為 Co、Al、V、Mn、Zr、Mg、T1、Cr、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Nb、Mo、Y、Sr、Ba、B、Sr、Sn、Ta中的一種或多種； (2)將鋁化合物溶于去離子水或無水乙醇中，配制成0.l-10mol/L的溶液，滴加沉淀劑控制PH值為3-10，得到鋁包覆液溶液A，所述溶液A中Al含量為富鎳多元材料重量的0.01%-0.5% ； (3)將鈷化合物溶于去離子水中，配制成0.l-10mol/L的溶液，滴加沉淀劑控制pH值為3-10，得到鈷包覆液溶液B，溶液B中Co含量為富鎳多元材料重量的0.05%-5% ； (4)將步驟(1)所得富鎳多元材料與相當于富鎳多元材料質(zhì)量的0%-1%的鋰化合物投入混料設(shè)備中，以100-2000rpm的轉(zhuǎn)速邊攪拌邊加入步驟(2)所制備的溶液A、步驟(3)所制備的溶液B，控制注液速度，使得兩種溶液同時加完，繼續(xù)攪拌混合5-100min，得到A、B溶液均勻包覆的富鎳多元材料；將該材料在空氣、氧氣或氮氣氣氛中，在溫度200-1000°C下燒結(jié)2-12小時，然后過250 — 350目篩，即得。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述鋰原料為碳酸鋰或氫氧化鋰。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述鋁化合物為硫酸鋁、硝酸鋁、異丙醇鋁、磷酸鋁中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述沉淀劑為碳酸氫銨、磷酸氫氨、磷酸二氫銨、氫氧化鈉、氨水中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述鈷化合物為硫酸鈷、硝酸鈷、氯化鈷、醋酸鈷中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述沉淀劑為碳酸氫銨、磷酸氫氨、磷酸二氫銨、氫氧化鈉、氨水中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高容量動力型富鎳鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(4 )中，所述鋰化合物為碳酸鋰、氫氧化鋰、醋酸鋰、硝酸鋰中的一種。
【文檔編號】H01M4/505GK103606671SQ201310658516
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】唐澤勛, 王志興, 李旭, 袁榮忠, 蔣湘康, 彭文杰 申請人:湖南杉杉新材料有限公司