一种单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料及其生产方法与应用与流程

本发明涉及锂离子电池材料，尤其涉及一种单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料及其生产方法与应用。

背景技术：

1、锂离子电池作为新能源产业已经在全世界得到推广，并广泛应用于数码产品、电动工具、电动车以及电动汽车领域，其中正极材料的工艺革新一直是行业内研究的重点和发展方向。

2、目前锂离子电池正极材料领域一般采用钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂等几种材料，这些材料在性能方面各有侧重，综合来看，镍钴锰酸锂材料(linixcoymn1-x-yo2)有较高的能量密度、电压平台、倍率、循环、高温等性能。

3、但是镍钴锰酸锂材料热稳定性较差，在高温情况下化学反应强烈，容易造成自燃现象，其安全性能一直限制了材料端的发展，因此，亟需寻找一种提升镍钴锰酸锂材料安全性的工艺，对镍钴锰酸锂材料的应用具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料及其生产方法与应用，采用颗粒较小的单晶锰酸锂为包覆物，可以有效改善镍钴锰酸锂材料的安全性，进一步采用湿法包覆工艺可以使包覆物均匀的分布，能有效提高包覆材料材料的循环、高温、安全性能。

2、为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

3、一种单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料，该包覆材料包括单晶锰酸锂和镍钴锰酸锂。

4、本发明实施例还提供了上述单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料的生产方法，包括如下步骤：

5、(1)将单晶锰酸锂置于研磨装置，进行研磨，时间为60-180s，得到物料a；

6、(2)将镍钴锰酸锂材料、氧化铝球和去离子水置于球磨装置，进行混合，时间为20-40min；

7、(3)将步骤(1)的物料a加入到步骤(2)中混合，时间为60-120min，得到物料b；

8、(4)将物料b中的氧化铝球过滤后，进入搅拌装置，搅拌同时进行喷干，直至搅拌到喷干过程结束为止，得到物料c；

9、(5)将步骤(4)中的物料c经烧结、破碎、过筛、除铁后，得到单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料。

10、进一步地，所述步骤(1)物料a的粒径为2-6μm。

11、进一步地，所述步骤(1)研磨装置为高速研磨机。

12、进一步地，所述步骤(2)中的镍钴锰酸锂材料：氧化铝球：去离子水的质量比为(0.5-1.5)：(0.5-1.5)：2；所述氧化铝球的粒径为20-40mm。

13、进一步地，所述步骤(2)中的球磨装置为卧式球磨机，转速为60-80r/min。

14、进一步地，所述步骤(3)中转速为20-40r/min。

15、进一步地，所述步骤(3)中的物料a与镍钴锰酸的质量比为(0.5-1.5):1000。

16、进一步地，所述步骤(4)中搅拌速度为30-50r/min；喷干温度为260-280℃。

17、进一步地，所述步骤(5)中烧结温度为300-650℃，时间4-8h。

18、进一步地，所述步骤(5)中的过筛的筛网目数为200-400。

19、本发明的实施例还提供了单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料或单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料的生产方法制得的单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料在电池正极材料中的应用。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

21、(1)本发明使用单晶锰酸锂作为包覆物，包覆效果更加，低温下包覆物能均匀的分布到包覆材料表面，使其结合紧密，冷却后包覆层形成有效保护膜；单晶锰酸锂具有较强的抗氢氟酸腐蚀能力，从而有效降低材料高温状态下的剧烈反应，使得材料的热稳定性更高；单晶锰酸锂作为包覆物与镍钴锰酸锂可以达到优势互补的效果，使其包覆材料具有更高的电压稳定性与安全性。

22、(2)本发明提供单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料的生产方法，采用氧化铝球作为混合介质，促进混合效果；在球磨过程中，使用了两种不同的转速，第一阶段目的是将原料分散均匀，转速相对较高，第二阶段目的是包覆材料，转速相对较低；设置搅拌装置的目的就是防止原料沉淀；采用湿法包覆工艺可以使包覆物均匀的分布，能有效提高材料的循环、高温、安全性能。

23、(3)本发明的单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料制成电池后，可以将循环性能提高到常温0.5c循环3000周以上保持率75％，并在高温环境下提高电池端稳定性、安全性。

技术特征：

1.一种单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料，其特征在于，所述包覆材料包括单晶锰酸锂和镍钴锰酸锂。

2.一种单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.如权利要求2所述的单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)物料a的粒径为2-6μm；所述研磨装置为高速研磨机。

4.如权利要求2所述的单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中的镍钴锰酸锂材料：氧化铝球：去离子水的质量比为(0.5-1.5)：(0.5-1.5)：2；所述氧化铝球的粒径为20-40mm。

5.如权利要求2所述的单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中的球磨装置为卧式球磨机，转速为60-80r/min。

6.如权利要求2所述的单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中转速为20-40r/min。

7.如权利要求2所述的单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中的物料a与镍钴锰酸的质量比为(0.5-1.5):1000。

8.如权利要求2所述的单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的生产方法，其特征在于，所述步骤(4)中搅拌速度为30-50r/min；喷干温度为260-280℃。

9.如权利要求2所述的单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的生产方法，其特征在于，所述步骤(5)中烧结温度为300-650℃，时间4-8h。

10.如权利要求1所述的单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料或权利要求2-9所述的单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料的生产方法制得的单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料在电池正极材料中的应用。

技术总结
本发明公开了单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料及其生产方法与应用，属于锂离子电池材料技术领域；该单晶锰酸锂包覆镍钴锰酸锂的包覆材料包括单晶锰酸锂和镍钴锰酸锂；采用颗粒较小的单晶锰酸锂为包覆物，可以有效改善镍钴锰酸锂材料的安全性，进一步采用湿法包覆工艺可以使包覆物均匀的分布，能有效提高包覆材料材料的循环、高温、安全性能。

技术研发人员：李佳军,钱飞鹏,倪铭君,吴石涛,邓亚烽
受保护的技术使用者：无锡晶石新型能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12