本發(fā)明涉及一種鋰電池正極三元材料的混鋰方法，屬于鋰電池正極材料制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：目前鋰電池三元材料制備時(shí)碳酸鋰和三元前驅(qū)體材料的混合方式主流是干混，即碳酸鋰與三元前驅(qū)體材料粉狀物料通過(guò)攪拌混合設(shè)備進(jìn)行混合。該方法混合效率低和混合粒徑均勻性不好。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種鋰電池正極三元材料混鋰方法，該方法可以提高三元前驅(qū)體材料與碳酸鋰混合效率和混合粒徑的均勻性。一種鋰電池正極三元材料的混鋰方法，包括如下步驟：混合、過(guò)濾、烘干、燒結(jié)和檢測(cè)。所述的混合為將含鋰漿料加入到三元前驅(qū)體材料漿料中混合。為了提高混合效率，混合過(guò)程中溫度控制在40-60℃。所述的三元前驅(qū)體材料漿料由以下方法制得：將三元前驅(qū)體材料與超純水混合，三元前驅(qū)體材料與超純水的質(zhì)量比1:1.2～1.4。為了加快三元前驅(qū)體與超純水的混合效率，優(yōu)選的三元前驅(qū)體材料漿料由以下方法制得，將三元前驅(qū)體材料與50-60℃超純水混合，三元前驅(qū)體材料與超純水的質(zhì)量比1:1.2～1.4，混合過(guò)程中溫度控制在40-60℃之間。所述的含鋰漿料由以下方法制得，將含鋰物質(zhì)與超純水混合，含鋰物質(zhì)與超純水的質(zhì)量比為1：1.3-1.4。為了加快三元前驅(qū)體與超純水的混合效率，優(yōu)選的含鋰漿料由以下方法制得，將含鋰物質(zhì)與50-60℃超純水混合，含鋰物質(zhì)與超純水的質(zhì)量比為1：1.3-1.4，混合過(guò)程中控制溫度在40-60℃之間。所述的含鋰物質(zhì)為碳酸鋰、氫氧化鋰等物質(zhì)，本發(fā)明中優(yōu)選的含鋰物質(zhì)為碳酸鋰。所述的過(guò)濾為常規(guī)手段的過(guò)濾，可以是減壓過(guò)濾，也可以是壓濾，還可以是常溫常壓下過(guò)濾，其目的是過(guò)濾含鋰漿料與三元前驅(qū)體材料漿料混合漿料中的水，獲得濾膏。本發(fā)明優(yōu)選的過(guò)濾為減壓過(guò)濾，控制濾膏水分含量在10％-20％。所述的烘干為將濾膏水分含量控制在≤2％的烘干，本發(fā)明中優(yōu)選的烘干為將濾膏在120℃條件下烘干，濾膏水分含量控制在≤2％的烘干。所述的燒結(jié)為先在700℃預(yù)燒4-10h，然后在950℃煅燒14-24h，降至常溫，燒結(jié)結(jié)束。所述的燒結(jié)為先以1-3/min升溫至700℃，預(yù)燒4-10h，再以1-2℃/min升溫至950℃，煅燒14-24h，降溫至常溫，燒結(jié)結(jié)束。所述的檢測(cè)為燒結(jié)結(jié)束后，所得鋰電池正極三元材料用300目篩網(wǎng)過(guò)篩，然后進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)項(xiàng)目包括粒度、比表面積、表面鋰、pH、ICP、硫酸根、XRD、SEM和扣電檢測(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：采用本發(fā)明所述的鋰電池三元正極材料的混鋰方法，使鋰電池正極三元材料與碳酸鋰混合更加均勻，所得到的正極三元材料的顆粒粒徑分布更加均勻一致。本發(fā)明混合時(shí)間不到2h，傳統(tǒng)時(shí)間需要3-4h，從時(shí)間消耗上低于傳統(tǒng)方法。本發(fā)明所制得的鋰電池正極三元材料，其理化性質(zhì)明顯提升，如pH、硫酸根、ICP中雜質(zhì)含量明顯下降。附圖說(shuō)明圖1為實(shí)施例和對(duì)比例的XRD數(shù)據(jù)圖；圖2為實(shí)施例的鋰電池正極三元材料的掃描電鏡圖；圖3為對(duì)比例的鋰電池正極三元材料的掃描電鏡圖；圖4為克容量保持率與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線，其中橫軸為循環(huán)次數(shù)，縱軸為克容量保持率。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例本實(shí)施例中鋰電池正極三元材料的混鋰方法，包括如下步驟：混合、過(guò)濾、烘干、燒結(jié)和檢測(cè)，具體如下：1、混合：將21g鎳鈷錳酸鋰加入盛有25.2g，50-60℃超純水的500mL燒杯(1#)中混合，用磁力攪拌器以200-800rpm攪拌5-10min，攪拌過(guò)程中控制溫度40-60℃之間，即得三元前驅(qū)體材料漿料。將9g碳酸鋰加入盛有12g，50-60℃超純水的500mL燒杯(2#)中混合，用磁力攪拌器以200-800rpm攪拌5-10min，攪拌過(guò)程中控制溫度40-60℃之間，即得碳酸鋰漿料。將2#燒杯中的碳酸鋰漿料倒入盛有三元前驅(qū)體材料漿料的1#燒杯中，使用少量超純水將殘留在2#燒杯壁上的物料沖洗至1#燒杯內(nèi)，用磁力攪拌器以200-800rpm攪拌15-20min，攪拌過(guò)程中控制溫度在50-60℃之間。2、過(guò)濾將混合漿料用布氏漏斗和抽濾瓶進(jìn)行減壓過(guò)濾獲得濾膏，控制濾膏水分含量在10％-20％。3、烘干將濾膏放置于鼓風(fēng)干燥儀中，在120℃條件下烘干1h，濾膏水分含量控制在≤2％。4、燒結(jié)使用箱式氣氛爐以2℃/min升溫至700℃，預(yù)燒4-10h，在以2℃/min升溫至950℃，煅燒14-24h，降至常溫，燒結(jié)結(jié)束。5、檢測(cè)燒結(jié)結(jié)束后物料使用300目篩網(wǎng)過(guò)篩，然后檢測(cè)粒度、比表面積、表面鋰、pH、ICP、硫酸根、XRD、SEM和扣電。對(duì)比例本對(duì)比例鋰電池正極三元材料的混鋰方法，包括如下步驟：研磨、燒結(jié)和檢測(cè)。1、研磨分別稱(chēng)取21g前驅(qū)體和9g碳酸鋰各4份，分別裝入四個(gè)球磨罐內(nèi)，使用行星式球磨機(jī)進(jìn)行以300rmp球磨3-4h；2、燒結(jié)使用箱式氣氛爐以2℃/min升至700℃，預(yù)燒4-10h，然后以2℃/min升溫至950℃，煅燒14-24h，降至常溫，燒結(jié)結(jié)束。3、檢測(cè)燒結(jié)結(jié)束后物料使用300目篩網(wǎng)過(guò)篩，然后檢測(cè)粒度、比表面積、表面鋰、pH、ICP、硫酸根、XRD、SEM和扣電。實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)施例與對(duì)比例所得鋰電池正極三元材料的檢測(cè)結(jié)果如表1-2、圖1-4所示。(1)XRD檢測(cè)實(shí)施例與對(duì)比例的XRD實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果圖1和表1所示：表1實(shí)施例與對(duì)比例的XRD比較編號(hào)I(003)/I(104)R值(I(006)+I(012)/I(101))實(shí)施例(1#)1.700.35對(duì)比例(2#)1.700.46從圖1可以看出，實(shí)施例(1#)與對(duì)比例(2#)相比，XRD數(shù)值相同，可以確定本發(fā)明實(shí)施例獲得了鋰電池正極三元材料(1#)，其結(jié)構(gòu)與對(duì)比例(2#)制備的結(jié)構(gòu)類(lèi)似。從表1可以看出，實(shí)施例與對(duì)比例相比，實(shí)施例的R(I(006)+I(012)/I(101))值較小，晶體結(jié)構(gòu)有序度較好。(2)粒度、比表面積、pH、硫酸根、表面鋰和ICP檢測(cè)實(shí)施例與對(duì)比例的粒度、比表面積、pH、硫酸根、表面鋰和ICP檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)如表2所示。表2實(shí)施例與對(duì)比例的粒度、比表面積、pH、硫酸根、表面鋰和ICP比較從表2中可以看出，實(shí)施例與對(duì)比例相比，實(shí)施例中的正極三元材料的粒度和比表面積沒(méi)有太大區(qū)別，pH和表面鋰有明顯的降低，制成電池后，這有利于降低材料與電解液的副反應(yīng)和提高電池的循環(huán)性。硫酸根和ICP中的雜質(zhì)含量有明顯的下降，這有助于降低電池極化。(3)SEM檢測(cè)實(shí)施例和對(duì)比例所制備的正極三元材料掃描電鏡圖2和圖3可以看出，實(shí)施例的粒徑分布更加均勻集中。(4)扣電檢測(cè)實(shí)施例和對(duì)比例制成正極極片，以鋰片為負(fù)極，組裝成扣式電池，在3.0～4.3V的電壓范圍內(nèi)進(jìn)行0.1C充放電和0.2C循環(huán)，測(cè)得該材料的首次可逆放電克容量分別為150.88mAh/g和155.01mAh/g。以克容量保持率對(duì)循環(huán)次數(shù)作圖，克容量保持率與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系曲線如圖4所示，從圖4可以看出實(shí)施例與對(duì)比例相比，實(shí)施例克容量保持率的穩(wěn)定性比對(duì)比例好；循環(huán)14次后，實(shí)施例的克容量保持率為99.77％，而對(duì)比例克容量保持率為99.58％。所述的克容量保持率為該材料第N次循環(huán)后測(cè)定的克容量與首次的克容量之比，首次充電不計(jì)入循環(huán)次數(shù)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3