的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及一種通過添加糖類促進(jìn)鋰離子二次電池鎳鈷錳酸鋰前驅(qū)體成形，進(jìn)而制備球形度較好的鎳鈷錳酸鋰正極材料的方法，屬于鋰離子電池關(guān)鍵材料和技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于環(huán)境污染和能源匱乏的壓力，迫使各國(guó)努力尋找新的能源和發(fā)展新的交通工具。同時(shí)隨著信息技術(shù)的發(fā)展，航天技術(shù)和現(xiàn)代化武器的迫切需要，導(dǎo)致了電子儀器設(shè)備的小型化，新型的電子儀器設(shè)備又不斷問世，例如筆記本電腦、數(shù)字式照相機(jī)和移動(dòng)電話等。這些產(chǎn)品的出現(xiàn)使得對(duì)小型分立的可移動(dòng)電源需求增長(zhǎng)加快，對(duì)電池產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求，小型高能、高可靠性電池的需求量迅速增加。適應(yīng)這種需求，大量新系列和新結(jié)構(gòu)的化學(xué)與物理電源及系統(tǒng)迅速誕生并發(fā)展起來。鋰離子電池正是這一時(shí)代的產(chǎn)物。與過去的鋰電池相比，鋰離子電池是一種具有新概念意義的二次電池，它由鋰電池發(fā)展而來，不僅保持了鋰電池能量密度大、電壓高、重量輕和使用溫度范圍寬(_37~60oC)等優(yōu)點(diǎn)，而且克服了鋰電池安全性能差、循環(huán)壽命短的缺點(diǎn)，是一種非常有前途的二次電池。與常用的二次電池如鉛酸、鎘鎳和金屬氫化物鎳電池相比，其能量密度最高，尤其是質(zhì)量比能量的優(yōu)勢(shì)更為明顯。
[0003]商業(yè)化的鋰離子電池主要采用LiCoO2作為正極材料由于鈷資源匱乏，導(dǎo)致鋰離子電池成本偏高，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，特別是在動(dòng)力電池中的應(yīng)用。鎳鈷錳三元過渡金屬?gòu)?fù)合氧化物N1-Co-Mn三元素協(xié)同效應(yīng)的LiNia5COa2Mna302綜合了其他材料的優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNitl Joci 2Mntl 302的方法，解決鋰電池原材料及制造廠成本高的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利采用的技術(shù)方案是:
通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNia Woa2Mna3O2的方法，其特征在于以下步驟:
a)將鎳鈷錳的鹽類溶于水配制成鎳鈷錳鹽溶液，用氨水作為絡(luò)合劑，以氫氧化鈉溶液作為沉淀劑，在氮?dú)夥諊退?0?70°C的條件下，按次序向鎳鈷錳鹽溶液加入氨水和氫氧化鈉溶液，反應(yīng)過程中需攪拌，攪拌速度為300?1000r/min，使反應(yīng)能均勻；
b)加入碳水化合物，攪拌陳化15小時(shí)；
c)將上一步所得反應(yīng)液過濾得鎳鈷錳的前驅(qū)體，進(jìn)行微波干燥，然后在真空烘箱中干燥5小時(shí)；
d)將前驅(qū)體與鋰鹽按比例配比混合，并加入到濕法機(jī)械球磨機(jī)球磨混料；
e)將上一步中的所得混料在700?850°C的處理溫度下高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)過程通入一定量的氧氣；
f)將燒結(jié)完畢后的物料研磨過325目篩，得最終產(chǎn)品。
[0006]所述的通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNia5Coci 2Mntl 3O2的方法，其特征是，所述鎳鈷錳的鹽類為可溶性鹽，制備出的鹽溶液濃度為 I ?3moL/L。
[0007]所述的通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNia5Coa2Mna3O2的方法，其特征是，所述氫氧化鈉溶液的濃度為3?4 moL/L。
[0008]所述的通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNia5Coa2Mna3O2的方法，其特征是，所述鋰鹽為碳酸鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰中的一種或兩種以上的混合物。
[0009]所述的通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNia5Coa2Mna3O2的方法，其特征是，所述鎳鈷錳的鹽類與加入的氨水的摩爾比為0.2?2.0 ；
所述的通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNi0.5Co0.2Mn0.302的方法，其特征是，所述碳水化合物的加入量為鎳鈷錳的總摩爾量的0.2 ?0.5% ；
所述的通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNia5Coa2Mntl3O2的方法，其特征是，所述前驅(qū)體與鋰鹽的混合時(shí)的摩爾量比為1.0?1.2。
[0010]所述的通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNia5Coa2Mna3O2的方法，其特征在于，所述碳水化合物為可溶性淀粉、淀粉、馬鈴薯粉化合物中的至少一種。
[0011]步驟e中的高溫?zé)Y(jié)工藝需要一段持續(xù)穩(wěn)定的保溫時(shí)間，燒結(jié)溫度為700?8500C，并在燒結(jié)過程中通氧，到達(dá)保溫時(shí)間后，需爐冷至200°C后出料。
[0012]使用低價(jià)的原料，簡(jiǎn)易的工藝合成電化學(xué)優(yōu)良的鋰離子正極材料鎳鈷錳酸鋰；此方法合成的產(chǎn)品，具有較高的比容量和優(yōu)異的循環(huán)性能，重復(fù)性好，制備工藝簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備的要求不高。本發(fā)明成品具有以下優(yōu)點(diǎn):1)合成的產(chǎn)品粒度均勻，成球度好；2)產(chǎn)品的容量高，循環(huán)性能優(yōu)良；3)使用的原料低價(jià)；4)工藝簡(jiǎn)單，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0013]圖1是未加糖類化合物的鎳鈷錳酸鋰材料表面形貌圖。
[0014]圖2是加糖類化合物的鎳鈷錳酸鋰材料表面形貌圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過具體實(shí)例詳細(xì)描述本發(fā)明:
通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNia Woa2Mna3O2的方法，其特征在于以下步驟:
a)將鎳鈷錳的鹽類溶于水配制成鎳鈷錳鹽溶液，用氨水作為絡(luò)合劑，以氫氧化鈉溶液作為沉淀劑，在氮?dú)夥諊退?0?70°C的條件下，按次序向鎳鈷錳鹽溶液加入氨水和氫氧化鈉溶液，反應(yīng)過程中需攪拌，攪拌速度為300?1000r/min，使反應(yīng)能均勻； b)加入碳水化合物，攪拌陳化15小時(shí)；
c)將上一步所得反應(yīng)液過濾得鎳鈷錳酸的前驅(qū)體，進(jìn)行微波干燥，然后在真空烘箱中干燥5小時(shí)；
d)將前驅(qū)體與鋰鹽按比例配比混合，并加入到濕法機(jī)械球磨機(jī)球磨混料；
e)將上一步中的所得混料在700?850°C的處理溫度下高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)過程通入一定量的氧氣；
f)將燒結(jié)完畢后的物料研磨過325目篩，得最終產(chǎn)品。
[0016]所述的通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNia5Coci 2Mntl 3O2的方法，其特征是，所述鎳鈷錳的鹽類為可溶性鹽，制備出的鹽溶液濃度為 I ?3moL/L。
[0017]所述的通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNia5Coa2Mna3O2的方法，其特征是，所述氫氧化鈉溶液的濃度為3?4 moL/L。
[0018]所述的通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNia5Coa2Mna3O2的方法，其特征是，所述鋰鹽為碳酸鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰中的一種或兩種以上的混合物。
[0019]所述的通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極材料LiNia5Coa2Mna3O2的方法，其特征是，所述鎳鈷錳的鹽類與加入的氨水的摩爾比為0.2?
2.0 ；
所述的通過添加高分子糖類作為成形介質(zhì)制備鋰離子二次電池正極