一种电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法，涉及蓄电池技术领域。包括步骤(1)配置镍钴溶液；(2)制备沉淀物；(3)纯化沉淀物；(4)制备预备混合物；(5)焙烧终产物。本发明专利技术通过采用与硝酸铝焙烧的方法制备镍钴铝酸锂前驱体，避免了因三价的铝离子沉淀速度快，难以形成大颗粒沉淀的情况发生，通过焙烧后得到的镍钴铝酸锂前驱体具有较大的真实密度；同时，通过焙烧减少了沉淀中的酸根残留，进一步增加了制得的镍钴铝酸锂前驱体的纯度。

【技术实现步骤摘要】
一种电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法
本专利技术属于蓄电池
，特别是涉及一种电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法。
技术介绍
镍钴铝三元正极材料(NCA，即镍钴铝酸锂)具有高比容量、高电压以及良好的循环性能等优点，近年来引起了广泛的关注。镍钴铝三元正极材料的主要制备方法是先采用化学共沉淀法制备镍钴铝前驱体，再与锂盐煅烧得到NCA材料；由于氢氧化铝的溶度积常数为1.3×10-33，而氢氧化镍和氢氧化钴(二价)的分别为2×10-15和1.6×10-15，因此采用化学共沉淀法制备镍钴铝前驱体时，三价的铝离子沉淀速度特别快，不但难以与镍和钴沉淀形成均匀的单一层状结构，也难以形成球形大颗粒沉淀，因此前驱体掺锂盐煅烧得到的NCA材料性能指标不理想；颗粒松散，结构稳定性差和放电容量偏低。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法，包括以下步骤：(1)配置镍钴溶液；将镍盐和钴盐加入酸根溶液中，配比制成1mol每升的溶液；(2)制备沉淀物；在恒温条件下向步骤(1)中制备的镍钴溶液中加入氨水和碱液，控制ph值为10-11之间；搅拌得到沉淀物；(3)纯化沉淀物；将步骤(2)得到的沉淀物进行离心过滤后洗涤，洗涤后进行干燥处理得纯化沉淀物；(4)制备预备混合物；将步骤(3)的纯化沉淀物与硝酸铝混合后进行研磨；研磨使用300-500目筛进行过筛处理后得到预备混合物；(5)焙烧终产物；将步骤(4)中制备的预备混合物在恒定升温速率下，将温度升至在500-600摄氏度时恒温焙烧8-10小时，自然冷却后得终产物即为镍钴铝酸锂前驱体。进一步地，所述步骤(1)中镍盐中的的镍离子和钴盐中的钴离子摩尔比为16.3；所述步骤(1)酸根溶液为硫酸根溶液或硝酸根溶液。进一步地，所述步骤(2)中氨水的浓度为20-25％；所述碱液为NaOH溶液或KOH溶液；所述步骤(2)恒温条件为50-60摄氏度。进一步地，步骤(3)中干燥温度为100-200摄氏度。进一步地，步骤(4)中纯化沉淀物与硝酸铝的摩尔比19:1；研磨时间为2-4小时。进一步地，所述步骤(5)升温速率为每分钟4.5摄氏度。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术制备过程简单，易操作，对反应调节要求低。2、本专利技术采用与硝酸铝焙烧的方法制备镍钴铝酸锂前驱体，避免了因三价的铝离子沉淀速度快，难以形成大颗粒沉淀的情况发生，通过焙烧后得到的镍钴铝酸锂前驱体具有较大的真实密度。3、本专利技术通过焙烧减少了沉淀中的酸根残留，进一步增加了制得的镍钴铝酸锂前驱体的纯度。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。具体实施方式下面将对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术为一种电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法，包括以下步骤：(1)配置镍钴溶液；将镍离子和钴离子摩尔比为16：3的镍盐和钴盐加入硫酸根溶液或硝酸根溶液溶液中，配比制成1mol每升的溶液；其中，镍盐和钴盐为可溶性盐如硫酸盐或硝酸盐；优选使用硝酸根溶液和硝酸盐；便于在后续焙烧过程分解，增加终产物的纯度；(2)制备沉淀物；在50-60摄氏度恒温条件下向步骤(1)中制备的镍钴溶液中加入浓度为20-25％氨水和NaOH溶液或KOH溶液，控制ph值为10-11之间；搅拌得到沉淀物；(3)纯化沉淀物；将步骤(2)得到的沉淀物进行离心过滤后洗涤，洗涤后在100-200摄氏度条件下进行干燥处理得纯化沉淀物；(4)制备预备混合物；将步骤(3)的纯化沉淀物与硝酸铝按摩尔比19:1混合后进行研磨；研磨2-4小时后使用300-500目筛进行过筛处理后得到预备混合物；(5)焙烧终产物；将步骤(4)中制备的预备混合物在以每分钟4.5摄氏度的恒定升温速率下，将温度升至在500-600摄氏度时恒温焙烧8-10小时，自然冷却后得终产物即为镍钴铝酸锂前驱体。实施例1(1)配置镍钴溶液；将镍离子和钴离子摩尔比为16：3的镍盐和钴盐加入硫酸根溶液或硝酸根溶液溶液中，配比制成1mol每升的溶液；其中，镍盐和钴盐为可溶性盐如硫酸盐或硝酸盐；优选使用硝酸根溶液和硝酸盐；便于在后续焙烧过程分解，增加终产物的纯度；(2)制备沉淀物；在55摄氏度恒温条件下向步骤(1)中制备的镍钴溶液中加入浓度为20％氨水和NaOH溶液或KOH溶液，控制ph值为10.7；搅拌得到沉淀物；(3)纯化沉淀物；将步骤(2)得到的沉淀物进行离心过滤后洗涤，洗涤后在100-200摄氏度条件下进行干燥处理得纯化沉淀物；(4)制备预备混合物；将步骤(3)的纯化沉淀物与硝酸铝按摩尔比19:1混合后进行研磨；研磨3小时后使用400目筛进行过筛处理后得到预备混合物；(5)焙烧终产物；将步骤(4)中制备的预备混合物在以每分钟4.5摄氏度的恒定升温速率下，将温度升至在550摄氏度时恒温焙烧9小时，自然冷却后得终产物即为镍钴铝酸锂前驱体。实施例2(1)配置镍钴溶液；将镍离子和钴离子摩尔比为16：3的镍盐和钴盐加入硫酸根溶液或硝酸根溶液溶液中，配比制成1mol每升的溶液；其中，镍盐和钴盐为可溶性盐如硫酸盐或硝酸盐；优选使用硝酸根溶液和硝酸盐；便于在后续焙烧过程分解，增加终产物的纯度；(2)制备沉淀物；在60摄氏度恒温条件下向步骤(1)中制备的镍钴溶液中加入浓度为25％氨水和NaOH溶液或KOH溶液，控制ph值为11；搅拌得到沉淀物；(3)纯化沉淀物；将步骤(2)得到的沉淀物进行离心过滤后洗涤，洗涤后在200摄氏度条件下进行干燥处理得纯化沉淀物；(4)制备预备混合物；将步骤(3)的纯化沉淀物与硝酸铝按摩尔比19:1混合后进行研磨；研磨4小时后使用500目筛进行过筛处理后得到预备混合物；(5)焙烧终产物；将步骤(4)中制备的预备混合物在以每分钟4.5摄氏度的恒定升温速率下，将温度升至在600摄氏度时恒温焙烧8小时，自然冷却后得终产物即为镍钴铝酸锂前驱体。实施例3(1)配置镍钴溶液；将镍离子和钴离子摩尔比为16：3的镍盐和钴盐加入硫酸根溶液或硝酸根溶液溶液中，配比制成1mol每升的溶液；其中，镍盐和钴盐为可溶性盐如硫酸盐或硝酸盐；优选使用硝酸根溶液和硝酸盐；便于在后续焙烧过程分解，增加终产物的纯度；(2)制备沉淀物；在50摄氏度恒温条件下向步骤(1)中制备的镍钴溶液中加入浓度为25％氨水和NaOH溶液或KOH溶液，控制ph值为10；搅拌得到沉淀物；(3)纯化沉淀物；将步骤(2)得到的沉淀物进行离心过滤后洗涤，洗涤后在100摄氏度条件下进行干燥处理得纯化沉淀物；(4)制备预备混合物；将步骤(3)的纯化沉淀物与硝酸铝按摩尔比19:1混合后进行研磨；研磨2小时后使用300目筛进行过筛处理后得到预备混合物；(5)焙烧终产物；将步骤(4)中制备的预备混合物在以每分钟4.5摄氏度的恒定升温速率下，将温度升至在500摄氏度时恒温焙烧10小时，自然冷却后得终产物即为镍钴铝酸锂前驱体。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)配置镍钴溶液；将镍盐和钴盐加入酸根溶液中，配比制成1mol每升的溶液；(2)制备沉淀物；在恒温条件下向步骤(1)中制备的镍钴溶液中加入氨水和碱液，控制ph值为10‑11之间；搅拌得到沉淀物；(3)纯化沉淀物；将步骤(2)得到的沉淀物进行离心过滤后洗涤，洗涤后进行干燥处理得纯化沉淀物；(4)制备预备混合物；将步骤(3)的纯化沉淀物与硝酸铝混合后进行研磨；研磨使用300‑500目筛进行过筛处理后得到预备混合物；(5)焙烧终产物；将步骤(4)中制备的预备混合物在恒定升温速率下，将温度升至在500‑600摄氏度时恒温焙烧8‑10小时，自然冷却后得终产物即为镍钴铝酸锂前驱体。

【技术特征摘要】
1.一种电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)配置镍钴溶液；将镍盐和钴盐加入酸根溶液中，配比制成1mol每升的溶液；(2)制备沉淀物；在恒温条件下向步骤(1)中制备的镍钴溶液中加入氨水和碱液，控制ph值为10-11之间；搅拌得到沉淀物；(3)纯化沉淀物；将步骤(2)得到的沉淀物进行离心过滤后洗涤，洗涤后进行干燥处理得纯化沉淀物；(4)制备预备混合物；将步骤(3)的纯化沉淀物与硝酸铝混合后进行研磨；研磨使用300-500目筛进行过筛处理后得到预备混合物；(5)焙烧终产物；将步骤(4)中制备的预备混合物在恒定升温速率下，将温度升至在500-600摄氏度时恒温焙烧8-10小时，自然冷却后得终产物即为镍钴铝酸锂前驱体。2.根据权利要求1所述的电池正极材料镍钴铝酸锂前驱体的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐呈兵，陈春华，
申请(专利权)人：合肥乘电科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34