一种镍钴锰三元正极材料的制备方法和锂离子电池的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种镍钴锰三元正极材料的制备方法，包括：将镍钴锰混合液、碱液和络合液共沉淀制备得到混合料液；将混合料液和可溶性锂源混合后喷雾造粒，得到颗粒物料；将颗粒物料烧结，得到镍钴锰三元正极材料，所述镍钴锰三元正极材料具有式I所示的原子比，式I中，0.80≤x＜1.00，0＜y＜0.20，0＜z＜0.20。本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池的正极材料为上述技术方案所述的镍钴锰三元正极材料。本发明提供的方法制备得到的镍钴锰三元正极材料品质较好，而且制备工艺简单，成本较低，尤其在1.0～3.0微米级单晶型正极材料及18～22微米级二次大颗粒正极材料方面品质及成本优势明显。LiNixCoyMnzO2 式I。
【专利说明】
一种镍钴锰三元正极材料的制备方法和锂离子电池
技术领域
[0001 ]本发明涉及正极材料技术领域，尤其涉及一种镍钴猛三元正极材料的制备方法和锂离子电池。
【背景技术】
[0002]随着电动汽车市场、电子信息市场、储能市场的快速发展，对锂离子电池的需求量越来越大。由于锂离子电池具有高电压、高容量、长循环、安全性能好等优点，使其在便携式电子设备、电动自行车、电动汽车、空间技术、国防工业等多领域具有广阔的运用前景，近几年迎来研究热潮。正极材料是锂离子电池的核心和关键。目前，锂离子电池用正极材料有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂及磷酸铁锂等。现有技术中制备镍钴锰酸锂正极材料的主要方法为:第一步将镍钴锰混合料液配制，将得到的料液与沉淀剂和络合剂共沉淀结晶；第二步对结晶浆料进行洗涤、烘干、混合、过筛、除铁等工序制备镍钴锰单元或多元氢氧化物前驱体;第三步对烘干的前驱体进行预烧结去除结晶水;第四步将预烧结后的前驱体与碳酸锂等锂盐均匀混合后进行高温固溶烧结，制备得到镍钴锰酸锂;第五步对烧结后的镍钴锰酸锂进行破碎、混合、过筛、除铁等操作制备得到镍钴锰酸锂成品，其工艺流程图如图1所示，图1为现有技术制备镍钴锰酸锂的工艺流程图。
[0003]现有技术提供的镍钴锰酸锂的制备方法工艺路径长，关键控制节点多，使制备得到的广品品质不稳定而且制备成本尚。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镍钴锰三元正极材料的制备方法和锂离子电池，本发明提供的方法制备得到的镍钴锰三元正极材料的品质较高，而且制备工艺简单，成本较低。
[0005]本发明提供了一种镍钴锰三元正极材料的制备方法，包括以下步骤:
[0006]I)、将镍钴锰混合液、碱液和络合液共沉淀制备得到混合料液；
[0007]2)、将所述混合料液和可溶性锂源混合，得到混合浆料；
[0008]3)、将所述混料浆料进行喷雾造粒，得到颗粒物料；
[0009]4)、将所述颗粒物料煅烧，得到镍钴猛三元正极材料，所述镍钴猛三元正极材料具有式I所示的原子比:
[0010]LiNixCoyMnzO2 式I;
[0011]Sl*，0.80<x<1.00，0<y<0.20，0<z<0.20;
[0012]所述镍钴锰混合液中镍、钴和锰的摩尔比为(0.8?1):&:13，0<&<0.20，0<13<
0.20ο
[0013]优选的，所述步骤I)中共沉淀过程中的气氛为氮气气氛或惰性气体气氛；
[0014]共沉淀过程中的搅拌速度为800r/min?1500r/min;
[0015]共沉淀过程中的pH值为12?14;
[0016]共沉淀的温度为50 °C?70 °C。
[0017]优选的，所述步骤I)中混合料液中镍、钴和锰总的摩尔浓度为1.4mol/L?1.6mol/L；
[0018]所述碱液中碱的摩尔浓度为4mol/L?6mol/L。
[0019]优选的，所述步骤I)中碱液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液；
[0020]络合液为柠檬酸溶液或氨基酸溶液。
[0021 ]优选的，所述步骤I)得到混合料液后还包括:
[0022]将所述混合料液进行离心处理，得到固含量为20%?30%的悬浊液；
[0023]将所述悬浊液和可溶性锂源混合，得到混合浆料。
[0024]优选的，所述步骤I)得到的混合料液的粒度为D，0<D< lOOOnm。
[0025]优选的，所述步骤2)中混合浆料的粘度为M，0<M< 500cpo
[0026]优选的，所述步骤3)中喷雾造粒的喷雾压力为P,0<P<0.8MPa;
[0027]所述喷雾造粒的塔腔温度为300°C?500°C。
[0028]优选的，所述镍钴猛三元正极材料的粒度为Ιμ???3μηι或18μηι?22μηι。
[0029]与现有技术相比，本发明提供的镍钴锰三元正极材料的制备方法无需进行预烧结、二次烧结和一道混合过筛工序，制备流程工艺简单，成本较低而且制备得到的镍钴锰三元正极材料的品质较好。实验结果表明，本发明提供的方法制备得到的镍钴锰三元正极材料的振实密度为2.30g/cm3?2.60g/cm3。
[0030]本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池的正极材料为上述技术方案所述的方法制备得到的镍钴猛三元正极材料。
[0031]采用上述技术方案所述镍钴锰三元正极材料制备的锂离子电池成本较低，而且电化学性能较好。实验结果表明，本发明提供的锂离子电池的放电比容量为185mAh/g?190mAh/g，100次循环后比容量衰减I %?1.5 %。
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0033]图1为现有技术制备镍钴锰酸锂的工艺流程图；
[0034]图2为本发明实施例提供的镍钴锰三元正极材料制备方法的工艺流程图；
[0035]图3为本发明实施例提供的制备镍钴锰三元正极材料的设备图；
[0036]图4为本发明实施例1制备得到的镍钴锰三元正极材料1000倍的扫描电镜图片；
[0037]图5为本发明实施例1制备得到的镍钴锰三元正极材料2000倍的扫描电镜图片；
[0038]图6为本发明实施例3制备得到的镍钴锰三元正极材料1000倍的扫描电镜图片；
[0039]图7为本发明实施例3制备得到的镍钴锰三元正极材料2000倍的扫描电镜图片。
【具体实施方式】
[0040]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。
[0041 ]本发明提供了一种镍钴锰三元正极材料的制备方法，包括以下步骤:
[0042]I)、将镍钴锰混合液、碱液和络合液共沉淀制备得到混合料液；
[0043]2)、将所述混合料液和可溶性锂源混合，得到混合浆料；
[0044]3)、将所述混料浆料进行喷雾造粒，得到颗粒物料；
[0045]4)、将所述颗粒物料煅烧，得到镍钴锰三元正极材料，所述镍钴锰三元正极材料具有式I所示的原子比:
[0046]LiNixCoyMnzO2 式I;
[0047]Sl*，0.80<x<1.00，0<y<0.20，0<z<0.20;
[0048]所述镍钴锰混合液中镍、钴和锰的摩尔比为(0.8?I): a: b，O<a<0.20，O <b<
0.20ο
[0049]本发明对所述镍钴锰混合液没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备镍钴锰正极材料过程中所使用的含有镍、钴、锰的混合液即可。在本发明中，所述镍钴锰混合液优选为镍盐、钴盐和锰盐混合后配置得到的溶液。在本发明中，所述镍盐优选为硫酸镍，所述钴盐优选为硫酸钴，所述锰盐优选为硫酸锰。
[0050]在本发明中，所述镍钴锰混合液中镍、钴和锰的摩尔比为(0.8?I): a: b，O <a<
0.20，0<b<0.20，优选为(0.85?0.95):(0.05?0.15):(0.05?0.15)，更优选为(0.88?
0.92):(0.08?0.12):(0.08?0.12),最优选为0.9:0.1:0.1。在本发明中，所述镍钴锰混合液中镍、钴和锰总的摩尔浓度优选为1.4mol/L?1.6mol/L，更优选为1.45mol/L?1.55mol/L，最优选为1.5mol/L。
[0051 ]在本发明中，所述碱液优选为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液，更优选为氢氧化钠溶液。在本发明中，所述碱液中碱的摩尔浓度优选为4mol/L?6mol/L，更优选为4.5mol/L?5.511101八，最优选为51]101八。
[0052]在本发明中，所述络合液优选为柠檬酸溶液或氨基酸溶液。在本发明中，所述氨基酸溶液优选为甘氨酸溶液。在本发明中，所述络合液的质量浓度优选为I %?10%，更优选为2%?8%，最优选为3%?6%。
[0053]在本发明中，所述步骤I)中共沉淀过程中的气氛优选为氮气气氛或惰性气体气氛，更优选为氮气气氛。在本发明中，所述步骤I)中共沉淀过程中的搅拌速度优选为SOOr/min?1500r/min，更优选为 900r/min ?1400r/min，最优选为 10001'/111；[11?12001'/111；[11。在本发明中，所述步骤I)中共沉淀过程中的pH值优选为12?14，更优选为12.5?13.5，最优选为13 ο在本发明中，所述步骤I)中共沉淀的温度优选为50 0C?70 °C，更优选为55 °C?65 °C，最优选为60°C。
[0054]在本发明中，所述步骤I)得到的混合料液的颜色优选为浅绿色。在本发明中，所述步骤I)得到的混合料液的粒度优选为D，0<D< 100nm，更优选为300nm?900nm，最优选为500nm?800nm。在本发明中，优选将混合料液进行陈化使其粒度为O?lOOOnm。
[0055]在本发明中，所述步骤I)得到混合料液后优选还包括:
[0056]将所述混合料液进行离心处理，得到固含量为20%?30%的悬浊液；
[0057]将所述悬浊液和可溶性锂源混合，得到混合浆料。
[0058]在本发明中，所述离心处理的转速优选为3000r/min?4000r/min，更优选为3200r/min?3800r/min，最优选为3400r/min?3600r/min。在本发明中，所述悬池液的固含量优选为21 %?26%，更优选为22 %?24%。
[0059]在本发明中，得到混合料液后，本发明将所述混合料液和可溶性锂源混合，得到混合浆料。在本发明中，所述混合料液中镍、钴和锰总的摩尔数和锂源中锂的摩尔数的比值优选为1:(0.09?1.03)，更优选为1: (I?1.01)，最优选为1:1。在本发明中，所述可溶性锂源优选为氢氧化锂或碳酸锂。
[0060]在本发明中，所述步骤2)得到的混合浆料的粘度优选为10<1^500印，更优选为200cp ?400cp，最优选为 500cp。
[0061 ]在本发明中，得到混合浆料后，本发明将所述混合浆料进行喷雾造粒，得到颗粒物料。在本发明中，所述喷雾造粒的喷雾压力优选为？，0<?<0.810^，更优选为0.210^?
0.7MPa，最优选为0.4MPa?0.6MPa。在本发明中，所述喷雾造粒的塔腔温度优选为300 °C?500 0C，更优选为320 0C?400 V，最优选为350 V?380 V。在本发明中，所述喷雾造粒的收集布袋温度优选为70 °C?120 °C，更优选为75 °C?110 °C，最优选为80 °C?100 °C。
[0062]在本发明中，得到颗粒物料后，本发明将所述颗粒物料煅烧，得到镍钴锰三元正极材料。在本发明中，所述煅烧的温度优选为7000C?10000C，更优选为720 V?980 V，最优选为750°C?975 °C。在本发明中，所述煅烧的保温时间优选为10小时?30小时，更优选为13小时?27小时，最优选为16小时?24小时。
[0063]在本发明中，将所述颗粒物料煅烧后优选将得到的煅烧产物依次进行破碎、混合、筛分、除铁，得到镍钴猛三元正极材料。
[0064]在本发明中，所述镍钴锰三元正极材料具有式I所示的原子比:
[0065]LiNixCoyMnzO2 式I;
[0066]Sl*，0.80<x<1.00，0<y<0.20，0<z<0.20。
[0067]在本发明中，所述式I中X优选为0.85?0.95，更优选为0.9。在本发明中，所述式I中y优选为0.05?0.15，更优选为0.08?0.12，最优选为0.1。在本发明中，所述式I中z优选为0.08?0.15，更优选为0.08?0.12，最优选为0.1。在本发明中，所述镍钴锰三元正极材料优选为 LiN1.SCotx1Mmx1O2。
[0068]在本发明中，所述镍钴猛三元正极材料的粒度优选为Iym?3μηι或18μηι?22μηι，更优选为3μπι或18μπι。在本发明中，所述镍钴锰三元正极材料既可以为单晶型正极材料也可以为二次大颗粒正极材料。
[0069]本发明实施例提供的镍钴锰三元正极材料制备方法的工艺流程图如图2所示，图2为本发明实施例提供的镍钴锰三元正极材料制备方法的工艺流程图，具体过程为:
[0070]将镍钴锰混合液、碱液和络合液共沉淀进行料液配置，得到混合料液;将所述混合料液进行离心处理，得到纳米浆料;将所述纳米浆料进行洗涤，将洗涤后的浆料和可溶性锂源进行配锂，得到混合浆料;将所述混合浆料进行喷雾造粒，得到颗粒物料;将所述颗粒物料进行一次烧结，将烧结后的产物依次进行破碎、混合过筛，得到镍钴猛三元正极材料成品。在本发明中，所述洗涤的设备优选为卧式离心机。在本发明中，所述洗涤的试剂优选为50°C?80°C的热水。在本发明中，所述洗涤后得到的产物的固含量优选为15%?25%。
[0071]本发明实施例采用图3所示的设备制备镍钴锰三元正极材料，图3为本发明实施例提供的制备镍钴锰三元正极材料的设备图，具体过程为:
[0072]将镍盐、钴盐、锰盐在料液配制罐中配制混合料液，将得到的混合料液输送至料液高位罐，配制碱液输送至碱液高位罐;在络液配置罐配制络合液输送至络液高位罐;利用重力势能，料液、碱液、络合液三液并流经流量计进入一次反应槽，控制一次反应槽气氛为氮气气氛，一次反应槽稳定后浆料颜色为浅绿色时将浆料流向陈化罐，得到悬浊液，将悬浊液栗入卧式离心机进行固含量提升;将悬浊液中固含量镍钴锰总摩尔数与锂按照化学计量比在锂盐加入罐中加入可溶性锂源并充分溶解，将得到的混合浆料输送至粘度调节罐，调节混合浆料的粘度;将混合浆料栗入喷雾造粒塔进行造粒;将喷雾造粒后物料转移至高温煅烧炉煅烧。将煅烧后出炉冷却后的物料在粉碎机中破碎、混合机中混合、筛分机中筛分、电磁磁选机中除铁后，在真空包装机中包装后得到镍钴锰三元正极材料。
[0073]本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池的正极材料为上述技术方案所述的方法制备得到的镍钴锰三元正极材料。本发明对所述锂离子电池没有特殊的限制，所述锂离子电池中的正极片、负极片、隔膜、电解液以及组装方法按照本领域技术人员熟知的锂离子电池的制备技术方案制备得到即可。在本发明中，所述正极片的制备方法优选为:
[0074]将上述技术方案所述的镍钴锰三元正极材料、偏聚二氟乙烯、导电剂和N-甲基吡络烷酮混合后涂覆在铝箔表面干燥，得到正极片。在本发明中，所述镍钴锰三元正极材料、偏聚二氟乙烯和导电剂的质量比优选为100: (3?7): (I?5)，更优选为100: (4?6): (2?
4)，最优选为100:5:3。在本发明中，所述导电剂优选为石墨或导电炭黑。在本发明中，所述N-甲基吡络烷酮的质量优选为镍钴锰三元正极材料质量的55%?65%，更优选为58%?62%，最优选为60%。在本发明中，所述干燥的温度优选为75°C?85°C，更优选为80°C。在本发明中，所述干燥完成后优选将得到的干燥产物压制成片后再次烘干，得到正极片。在本发明中，所述再次烘干的温度优选为85°C?95°C，更优选为90°C。
[0075]在本发明中，所述锂离子电池的负极片优选为金属锂片。在本发明中，所述锂离子电池的隔膜优选为聚丙烯微孔膜(Cellgard2000)。在本发明中，所述锂离子电池的电解液优选包括溶剂和溶质，所述溶剂为碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)，所述溶质为LiPF6。在本发明中，所述碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)的体积比优选为1:(0.8?1.2)，更优选为1:1。在本发明中，所述电解液的浓度优选为0.8moI/L?1.2moI/L，更优选为ImoI/L。
[0076]按照下述方法测试镍钴锰三元正极材料的振实密度:
[0077]用电子天平称取镍钴锰三元正极材料50g到三方有刻度的10mL量筒中，量筒固定在支座上，开启电源开关，在振实仪上振动1000下，关闭电源，停止后取下量筒，取三方刻度的平均值，并记下这一读数V1;
[0078]计算公式:振实密度=(50/Vi)g/cm3
[0079]测试结果为，本发明提供的方法制备得到的镍钴锰三元正极材料的振实密度为2.30g/cm3?2.60g/cm3。
[0080]将本发明提供的锂离子电池在室温下放置24h后进行充放电测试，充放电的电压范围为3.0V?4.2V，测量电池的可逆容量及充放电循环性能。测试结果为，本发明提供的锂离子电池的放电比容量为18511^11/^?19011^11/^，100次循环后比容量衰减1 %?1.5%。
[0081]本发明以下实施例所用到的原料均为市售商品。
[0082]实施例1
[0083]采用图3所示的设备制备镍钴锰三元正极材料:
[0084]采用NiS04、C0SO4、MnS04结晶原料在配制罐中配制总浓度为1.5mo 1/L镍钴锰混合液，将得到的混合料液输送至料液高位罐，混合料液中N1:Co:Mn的摩尔比为8:1:1;配制5mol/L的氢氧化钠溶液输送至碱液高位罐;配制质量浓度为5%的柠檬酸溶液输送至络液高位罐;利用重力势能，料液、碱液、络合液三液并流经流量计进入一次反应槽，控制一次反应槽气氛为氮气气氛，一次反应槽搅拌转速为1200r/min，pH为13，温度为65 °C ； 一次反应槽稳定后浆料颜色为浅绿色时将浆料流向陈化罐，得到中位径在500nm的悬浊液，将悬浊液栗入卧式离心机进行固含量提升，控制卧式离心机转速为4000r/min，得到固含量为22 %的浓稠微纳米悬浊液;将悬浊液中固含量镍钴锰总摩尔数与锂按照化学计量比为I: 1.03加入氢氧化锂，并充分溶解后得到的混合浆料输送至粘度调节罐，调节混合浆料的粘度为500cp，将混合浆料栗入喷雾造粒塔进行造粒，控制喷雾压力为0.8MPa，喷雾塔塔腔内温度为3500C，收集布袋温度为80 0C ο将喷雾造粒后物料转移至高温煅烧炉煅烧，控制煅烧炉温度为975°C，保温时间24h。将煅烧后出炉冷却后的物料经破碎、混合、筛分、除铁后得到3.0微米级单晶型正极材料LiN1.8Co0.1Mn0.102。
[0085]将实施例1制备得到的镍钴锰三元正极材料进行扫描电镜测试，测试结果如图4和图5所示，图4为本发明实施例1制备得到的镍钴锰三元正极材料1000倍的扫描电镜图片，图5为本发明实施例1制备得到的镍钴锰三元正极材料2000倍的扫描电镜图片。
[0086]按照上述技术方案所述的方法测试本发明实施例1制备得到的镍钴锰三元正极材料的振实密度，测试结果为本发明实施例1制备得到的镍钴锰三元正极材料的振实密度达到2.30g/cm3o
[0087]实施例2
[0088]制备锂离子电池，具体方法为:
[0089]将实施例1制备的镍钴锰三元正极材料:偏聚二氟乙烯:石墨按100:5:3的质量比例，按正极材料重量的60%加入N-甲基吡络烷酮搅拌成泥浆状，均匀涂覆在铝箔表面，然后在80 0C下真空干燥，压制成片后在90 0C下再次真空烘干，制成正极片。
[0090]将上述正极片与电池负极(金属锂片)组装成锂离子电池，用聚丙烯微孔膜(以1化&^2000)作为电池隔膜，以体积比1:1的碳酸乙烯酯化0与碳酸二甲酯(010为溶剂，将LiPF6溶于溶剂中制成lmol/L的溶液，作为锂离子电池的电解液。
[0091]按照上述技术方案所述的方法测试本发明实施例2制备得到的锂离子电池的可逆容量及充放电循环性能，测试结果为，本发明实施例2制备得到的锂离子电池的放电比容量为190mAh/g，100次循环后，比容量仅衰减I %。
[0092]实施例3
[0093]采用图3所示的设备制备镍钴锰三元正极材料:
[0094]采用NiS04、C0SO4、MnS04结晶原料在配制罐中配制总浓度为1.5mo 1/L镍钴锰混合液输送至料液高位罐，混合料液中Ni:Co:Mn的摩尔比为8:1:1;配制5mol/L的氢氧化钠溶液输送至碱液高位罐;配制质量浓度为2%的甘氨酸溶液输送至络液高位罐;利用重力势能，料液、碱液、络合液三液并流经流量计进入一次反应槽，控制一次反应槽气氛为氮气气氛，一次反应槽搅拌转速800r/min，pH为12，温度为50°C ; —次反应槽稳定后浆料颜色为浅绿色时将浆料流向陈化罐、得到中位径在800nm的悬浊液，将悬浊液栗入卧式离心机进行固含量提升，控制卧式离心机转速为3600r/min，得到固含量为22 %的浓稠微纳米悬浊液。悬浊液中固含量镍钴锰总摩尔数与锂按照化学计量比1: 1.03加入氢氧化锂，并充分溶解后得到混合浆料，将得到的混合浆料输送至粘度调节罐，调节混合浆料粘度为500cp，将混合浆料栗入喷雾造粒塔进行造粒，控制喷雾压力为0.6MPa，喷雾塔塔腔内温度为380 V，收集布袋温度为100 °C。将喷雾造粒后的物料转移至高温煅烧炉煅烧，控制煅烧炉温度为750 0C，保温时间16h。将煅烧后出炉冷却后的物料经破碎、混合、筛分、除铁后得到18.0微米级二次大颗粒正极材料 LiNi0.sCo0.ιΜηο.1Ο2。
[0095]将本发明实施例3制备得到的镍钴锰三元正极材料进行扫描电镜测试，测试结果如图6和图7所示，图6为本发明实施例3制备得到的镍钴锰三元正极材料1000倍的扫描电镜图片；图7为本发明实施例3制备得到的镍钴锰三元正极材料2000倍的扫描电镜图片。
[0096]按照上述技术方案所述的方法，测试本发明实施例3制备得到的镍钴锰三元正极材料的振实密度，测试结果为，本发明实施例3制备得到的镍钴锰三元正极材料的振实密度达到 2.60g/cm3o
[0097]实施例4
[0098]按照实施例2所述的方法制备锂离子电池，与实施例2不同的是采用实施例3制备的镍钴锰三元正极材料替换实施例1制备的镍钴锰三元正极材料。
[0099]按照上述技术方案所述的方法测试本发明实施例4制备得到的锂离子电池的可逆容量及充放电循环性能，测试结果为，本发明实施例4制备得到的锂离子电池的放电比容量为185mAh/g，100次循环后，比容量仅衰减1.5 V0o
[0100]由以上实施例可知，本发明提供了一种镍钴锰三元正极材料的制备方法，包括:将镍钴锰混合液、碱液和络合液共沉淀制备得到混合料液;将混合料液和可溶性锂源混合后喷雾造粒，得到颗粒物料;将颗粒物料烧结，得到镍钴猛三元正极材料，所述镍钴猛三元正极材料具有式1所示的原子比，式1中，0.80<1<1.00，0<7<0.20，0<2<0.20。本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池的正极材料为上述技术方案所述的镍钴锰三元正极材料。本发明提供的方法制备得到的镍钴锰三元正极材料品质较好，而且制备工艺简单，成本较低，尤其在1.0?3.0微米级单晶型正极材料及18?22微米级二次大颗粒正极材料方面品质及成本优势明显。
[0101]以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种镍钴锰三元正极材料的制备方法，包括以下步骤: 1)、将镍钴锰混合液、碱液和络合液共沉淀制备得到混合料液； 2)、将所述混合料液和可溶性锂源混合，得到混合浆料； 3)、将所述混合浆料进行喷雾造粒，得到颗粒物料； 4)、将所述颗粒物料煅烧，得到镍钴猛三元正极材料，所述镍钴猛三元正极材料具有式I所示的原子比: LiNixCoyMnzO2 式I; 式I中，0.80 <x<1.00，0<y<0.20，0<z<0.20; 所述镍钴锰混合液中镍、钴和锰的摩尔比为(0.8?1):&:13，0<&<0.20，0<13<0.20。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I)中共沉淀过程中的气氛为氮气气氛或惰性气体气氛； 共沉淀过程中的搅拌速度为800r/ min?1500r/ min ； 共沉淀过程中的pH值为12?14; 共沉淀的温度为50°C?70°C。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I)中混合料液中镍、钴和锰总的摩尔浓度为1.4mol/L?1.6mol/L； 所述碱液中碱的摩尔浓度为4mo I /L?6mo I/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I)中碱液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液； 络合液为柠檬酸溶液或氨基酸溶液。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤I)得到混合料液后还包括: 将所述混合料液进行离心处理，得到固含量为20 %?30 %的悬浊液； 将所述悬浊液和可溶性锂源混合，得到混合浆料。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤I)得到的混合料液的粒度为D，0<D < 100nm07.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中混合浆料的粘度为Μ，0<Μ<500cpo8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中喷雾造粒的喷雾压力为P，0<P<0.8MPa； 所述喷雾造粒的塔腔温度为300 °C?500 °C。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镍钴猛三元正极材料的粒度为Iym?3μπι 或 18μηι ?22μηι010.—种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的正极材料为权利要求1?9中任意一项所述的方法制备得到的镍钴猛三元正极材料。
【文档编号】H01M4/525GK105870409SQ201610218054
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】钱志挺, 应旭峰, 苏清, 苏一清, 王明
【申请人】浙江新时代海创锂电科技有限公司, 新时代集团浙江新能源材料有限公司