本发明专利技术涉及一种高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法。该方法制备的高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料，在材料烧结过程中添加适量的镁化合物进行掺杂，增大了镍钴锰酸锂NCM523三元材料颗粒中单晶粒子尺寸，提高颗粒的致密程度，形成牢固的微观性结构变化，提高镍钴锰酸锂NCM523正极材料的压实密度。该材料具有高能量密度、成本低、制备工艺简单、易于实现产业化等特点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法。该方法制备的高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料，在材料烧结过程中添加适量的镁化合物进行掺杂，增大了镍钴锰酸锂NCM523三元材料颗粒中单晶粒子尺寸，提高颗粒的致密程度，形成牢固的微观性结构变化，提高镍钴锰酸锂NCM523正极材料的压实密度。该材料具有高能量密度、成本低、制备工艺简单、易于实现产业化等特点。【专利说明】高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法
本专利技术属于新能源材料制备
，涉及用于锂离子电池的高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法。
技术介绍
为了逐步解决制约当前经济发展的能源短缺和大气污染问题，锂离子电池因具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、污染少、无记忆效应、体积小、重量轻、无环境污染等优点，近年来在技术、生产、市场上获得了快速发展，已形成了一个大的新型产业。用于锂离子电池的正极材料镍钴锰酸锂NCM523三元材料具有电压平台高、比容量大、常温循环性能好、能量密度高、自放电小等优点，但是同钴酸锂相比，其主要缺点就是电导率低和压实密度不高，极大地制约了该材料在高能量密度的锂离子电池上使用。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术的目的旨在提供一种高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法。该方法制备的高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料，通过对镍钴锰酸锂NCM523三元材料添加镁化合物进行固相烧结掺杂，增大了镍钴锰酸锂NCM523三元材料颗粒中单晶粒子尺寸，提高颗粒的致密程度，形成牢固的微观性结构变化，提高镍钴锰酸锂NCM523正极材料的压实密度。本专利技术的目的是这样实现的:一种高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法，其步骤是:(1)前驱体(Nici5Coa2Mntl3)OH过筛后，在400~600°C温度下煅烧4~10小时，即得到前驱体氧化物(Nia5Coa2Mna3)2O ；(2)将步骤⑴所得的前驱体氧化物(Nia5Coa2Mna3)2O,过筛后与电池级碳酸锂或氢氧化锂按照Li: Ni0.5Co0.2Mn0.3=(l+x): I的摩尔配比，其中0.02≤x≤0.08，同时加入平均粒度(D50)为5.6 μ m镁的化合物，使混合料中镁化合物中镁的质量含量为混合料总质量的0.15% -0.20%，混料机转速为30~300转/分钟，混料机采用干法方式1~4小时进行充分混合；(3)将步骤(2)得到的混合物装入匣钵压实，在空气气氛中930~960°C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，即得到高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料。上述步骤⑴中的前驱体(Nia5Coa2Mna3)OH为球形或类球形。上述步骤(2)中的电池级碳酸锂或氢氧化锂的D (50)平均粒度范围5 μ m~7 μ m。上述步骤(2)中的镁的化合物为氧化镁、或氢氧化镁、或氯化镁、或硫酸镁，镁化合物的D (50)平均粒度范围5μm~15 μ m。，本专利技术的优点是:1、本专利技术通过对镍钴锰酸锂NCM523三元材料添加镁化合物进行固相烧结掺杂，使镍钴锰酸锂NCM523三元材料一次颗粒单晶粒度变大，且在1.5 μ m~2.5 μ m之间，提高颗粒的致密程度，形成牢固的微观性结构变化，使得镍钴锰酸锂NCM523三元材料的压实密度得到增大。本专利技术制备出的高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料最大压实密度≤3.8g/cm3,0.5C 克容量为 152_155mAh/g，IC 克容量为 146_150mAh/g。2、本专利技术制备的三元材料性能该材料具有高能量密度、成本低、制备工艺简单、品质稳定、易于实现规模化生产等特点。【专利附图】【附图说明】下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细的说明。图1为本专利技术中实施例高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料的XRD图谱。图2为本专利技术中对比例得到的镍钴锰酸锂NCM523三元材料Al的扫描电镜照片，放大倍数为5000倍。图3为本专利技术中对比例所得到的镍钴锰酸锂NCM523三元材料A2的扫描电镜照片，放大倍数为5000倍。图4为本专利技术中实施例所得到的高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料BI的扫描电镜照片，放大倍数为5000倍。图5为本专利技术中实施例所得到的高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料B2的扫描电镜照片，放大倍数为5000倍。图6为本专利技术中实施例所得到的高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料B3的扫描电镜照片，放大倍数为5000倍`。图7为本专利技术中实施例所得到的高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料B4的扫描电镜照片，放大倍数为5000倍。【具体实施方式】对比例I镍钴锰酸锂NCM523三元材料Al将平均粒度(D50)为10.4μπι球形前驱体(Nia5Coa2Mna 3) OH过筛后，在450°C温度下煅烧6小时，即得到前驱体氧化物(Nia5Coa2Mna3)2O,此前驱体氧化物平均粒度(D50)为9.3 μ m，比表面积40.2m2/go将得到的前驱体氧化物(Nia5Coa2Mna3)2O,过筛后与平均粒度为5.85 μ m电池级碳酸锂按照Li: Ni0.5Co0.2Mn0.3=1.06: I的摩尔进行配比，采混料机转速为45转/分钟，混料机采用干法方式3小时进行充分混合。将上述得到的混合物装入匣钵压实，在空气气氛中950°C温度下恒温加热16小时进行焙烧反应，完成后自然冷却8h取出粉末粉碎、过筛。即得到镍钴锰酸锂NCM523三元材料，材料编号为Al，该材料的比表面积为0.23m2/g，平均粒径(D50)为12.14 Um0对比例2镍钴锰酸锂NCM523三元材料A2将平均粒度(D50)为10.4μπι球形前驱体(Nia5Coa2Mna 3) OH过筛后，在450°C温度下煅烧6小时，即得到前驱体氧化物(Nia5Coa2Mna3)2O,此前驱体氧化物平均粒度(D50)为9.3 μ m，比表面积40.2m2/go将得到的前驱体氧化物(Nia5Coa2Mna3)2O,过筛后与平均粒度为5.85 μ m电池级碳酸锂按照Li: Ni0.5Co0.2Mn0.3=1.08: I的摩尔进行配比，采混料机转速为45转/分钟，混料机采用干法方式4小时进行充分混合。将上述得到的混合物装入匣钵压实，在空气气氛中950°C温度下恒温加热16小时进行焙烧反应，完成后自然冷却8h取出粉末粉碎、过筛。即得到镍钴锰酸锂NCM523三元材料，材料编号为A2，该材料的比表面积为0.22m2/g，平均粒径(D50)为12.32 μ m。实施例1:高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料BI将对比例中得到的平均粒度(D50)为9.3 μ m，比表面积40.2m2/g的前驱体氧化物(Ni。.5Co0.2Mn0.3) 20，过筛后与平均粒度(D50)为5.85 μ m电池级碳酸锂按照Li: Ni0.5Co0.2Mn0.3=1.06: I的摩尔进行配比，同时加入平均粒度(D50)为5.6 μ m的氧化镁，使混合料中镁元素质量含量为混合料总质量的0.15%，采混料机转速为45转/分钟，混料机采用干法方式3小时进行充分混合。将上述得本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料的制备方法，其步骤：⑴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；⑵将步骤⑴所得的前驱体氧化物(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，其中0.02≤x≤0.08，同时加入平均粒度（D50）为5.6μm镁的化合物，使混合料中镁的化合物中镁的质量含量为混合料总质量的0.15%??0.20%，混料机转速为30～300转/分钟，混料机采用干法方式1～4小时进行充分混合；⑶将步骤⑵得到的混合物装入匣钵压实，在空气气氛中930～960℃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，即得到高压实密度镍钴锰酸锂NCM523三元材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：衡凯，赵志兵，王燕舞，万国莉，
申请(专利权)人：兰州金里能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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