[发明专利]高安全性镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种高安全性镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法。本方法采用LiFePO4对镍钴锰酸锂NCM523颗粒表面进行包覆修饰，LiFePO4为锂电活性正极材料，具有比钴酸锂、三元、锰酸锂等更好的安全性和循环性能，有效解决了镍钴锰酸锂正极材料锂电池的高温、过充、针刺条件下的安全性。该材料能量密度高、循环性能好、安全性好、制备工艺简单、易于实现产业化。

主权项

一种高安全性镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将镍、钴、锰三元的盐溶液按摩尔比为5：2：3混合，向反应釜中加入硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰溶液，置入碱溶液中进行共沉淀反应，混合溶液的PH值为11～12，温度50℃，连续搅拌得到固液混合物，用纯净水洗涤、过滤、干燥即得到前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH；⑵将步骤⑴得到的前驱体(Ni0.5Co0.2Mn0.3)OH过筛后，在400～600℃温度下煅烧4～10小时，即得到前驱体氧化物(Ni0.5Co0.2Mn0.3)2O；将前驱体氧化物(Ni0.5Co0.2Mn0.3)2O过筛后，与电池级碳酸锂或氢氧化锂按照Li:Ni0.5Co0.2Mn0.3 =(1+x):1的摩尔配比采用干法混合方式进行充分混合得混合物，其中Li:Ni0.5Co0.2Mn0.3 =(1+x):1的摩尔配比中0.04≤x≤0.08；⑶将步骤⑵得到的混合物装入匣钵压实，在空气气氛中900～950℃温度下恒温加热12~20h进行焙烧反应，完成后自然冷却8～12h取出粉末粉碎、过筛；将过筛得到的粉末装入匣钵抹平，在空气气氛中800～850℃温度下恒温加热6～12h再进行焙烧，完成后自然冷却取出粉末过筛，即得到球形或类球形镍钴锰酸锂Li1+xNi0.5Co0.2Mn0.3O2；⑷将步骤⑶得到球形或类球形镍钴锰酸锂Li1+xNi0.5Co0.2Mn0.3O2与LiFePO4按照(1‑y):y的质量比列进行配比，其中0.05≤y≤0.20；在干燥的环境中，在一定的球料质量比的条件下，在内衬为耐磨非金属材料的不锈钢球磨罐内采用非金属研磨球介质，在一定的转速下，进行干法球磨混合包覆，球磨后过筛即得到高安全性镍钴锰酸锂NCM523三元材料。