CN107799738A - 钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料及其制备方法，钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的分子式为LiaNixCoyAlzYbO2，其中，b为4/3‑a/3‑x‑y‑z，1≤a≤1.2，0.3≤x≤0.98，0.01≤y≤0.6，0.001≤z≤0.1，0.00001≤b≤0.05；本发明通过将镍钴铝单晶复合前驱体和纳米级钇的化合物进行超高速预混合，再将镍钴铝单晶前驱体和钇化合物的混合料与普通镍钴铝前驱体高速混合，提高混合效果，因为单晶复合前驱体机械强度高，可以采用超高速混合，而不至于破碎，同时单晶复合前驱体可以起到碰撞介质的作用，将纳米级钇的化合物充分打散，使掺杂元素和主元素充分混合。

Description

钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电池正极材料制备方法技术领域，具体涉及钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料及其制备方法。
背景技术
镍钴铝三元锂离子电池正极材料由于具有较高的能量密度以及相对较简单的制备工艺被广泛应用于IT产品以及新能源汽车领域。但单纯的镍钴铝酸锂由于结构稳定性欠佳，在充放电过程中很容易由于Li离子的脱嵌以及Ni、Co、Al离子价态的变化造成材料结构的塌陷，对材料的循环寿命及安全性造成极大的危害。为了解决上述问题，采用掺入适量Y离子的方式对其进行改善，由于Y3+与Ni3+的价态相同，掺入的Y3+占据了Ni3+位；在充电过程中，Ni离子会发生Ni3+到Ni4+的转变，并伴随体积的收缩，如果充电电压过高、充电深度过大，材料的体积收缩将不可逆转，并最终失去电化学活性，而Y3+没有变价，是电化学惰性的，在充放电时不发生价态的变化，因而也不发生体积的变化，可以起到骨架的作用，稳定晶体结构，提高材料的循环寿命及安全性能。
Y离子的掺入对材料的结构稳定性具有显著的改善作用，但同时由于掺入的都是非电化学活性的物质，相应对材料的放电比容量造成一定的影响，如果掺入量过高，放电容量将会显著降低，如果掺入量不足，则材料的电导率得不到有效的改善，因此，掺杂元素与主元素的均匀混合是实现放电比容量与电导率达到平衡的重要因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料。
本发明的另一个目的是提供上述钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的制备方法，通过将纳米级别的掺杂元素首先与镍钴铝单晶复合前驱体预先超高速混合，再与其它普通镍钴铝复合前驱体高速混合，解决了掺杂元素与主元素混合不均匀的问题。
本发明所采用的技术方案是：
一种钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料，分子式为LiaNixCoyAlzYbO2，其中，b为4/3-a/3-x-y-z，1≤a≤1.2，0.3≤x≤0.98，0.01≤y≤0.6， 0.001≤z≤0.1，0.00001≤b≤0.05。
上述钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，分别称取镍钴铝多晶复合前驱体、镍钴铝单晶复合前驱体、钇的化合物以及锂源；
步骤2，将所述步骤1称取的镍钴铝单晶复合前驱体和钇的化合物进行超高速混合，获得第一混合物；
步骤3，将所述步骤2的第一混合物与称取的镍钴铝多晶复合前驱体和锂源进行高速混合，获得第二混合物；
步骤4，将所述步骤3的第二混合物进行焙烧，获得钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料。
本发明的特点还在于，
所述钇的化合物为纳米级别，其掺入量为镍钴铝多晶复合前驱体以及镍钴铝单晶复合前驱体中Ni、Co、Al总摩尔量的0.001-5％。
所述纳米级别的钇的化合物为Y2O3或者Y(OH)3。
所述镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体均为镍、钴、铝的复合氢氧化物或复合氧化物或复合羟基氧化物中的一种或者几种。
所述镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体中镍、钴、铝的摩尔比均为0.3-0.98:0.001-0.6:0.001-0.05。
所述镍钴铝多晶复合前驱体与镍钴铝单晶复合前驱体的质量比为 2-20:1。
所述锂源为碳酸锂或氢氧化锂，其掺入的摩尔量与镍钴铝摩尔量之和的比为0.9-1.2:1。
所述超高速和高速混合均采用三元材料高速混料器，超高速混合转速为 5500-20000r/min，高速混合转速为500-10000r/min。
所述第二混合物在瓷舟中进行焙烧，焙烧温度为600-1200℃，时间为 6-36h。
与现有技术相比，本发明先将镍钴铝单晶复合前驱体和纳米级钇的化合物进行超高速混合，再将镍钴铝单晶前驱体和钇化合物的混合料与普通镍钴铝前驱体高速混合，提高混合效果，因为单晶复合前驱体机械强度高，超高速混合时不会破碎，同时单晶复合前驱体可以起到碰撞介质的作用，将纳米级钇的化合物充分打散，使掺杂元素和主元素充分混合。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料，其分子式为LiaNixCoyAlzYbO2，其中，b为4/3-a/3-x-y-z，1≤a≤1.2，0.3≤x≤0.98， 0.01≤y≤0.1，0.001≤z≤0.6，0.00001≤b≤0.05。
本发明的另一个目的是提供上述钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，分别称取镍钴铝多晶复合前驱体、镍钴铝单晶复合前驱体、钇的化合物以及锂源；步骤2，将步骤1称取的镍钴铝单晶复合前驱体和钇的化合物进行超高速混合，获得第一混合物；步骤3，将步骤2的第一混合物与称取的镍钴铝多晶复合前驱体和锂源进行高速混合，获得第二混合物；步骤4，将步骤3的第二混合物在瓷舟中进行焙烧6-36h，焙烧的温度为 600-1200℃，获得钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料，镍钴铝多晶复合前驱体与镍钴铝单晶复合前驱体的质量比为2-20:1，这样，将镍钴铝单晶复合前驱体和钇的化合物进行高速混合，因为单晶复合前驱体结构结实，超高速混合时不会破碎，同时单晶复合前驱体可以起到碰撞介质的作用，将钇的化合物充分打散，使掺杂元素和主元素充分混合。
钇的化合物为纳米级别，其掺入量为镍钴铝多晶复合前驱体以及镍钴铝单晶复合前驱体中Ni、Co、Al总摩尔量的0.001-5％，纳米级别的钇的化合物为Y2O3或者Y(OH)3，这样，纳米级别的化合物更容易混合均匀。
镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体均为镍、钴、铝的复合氢氧化物或复合氧化物或复合羟基氧化物中的一种或者一种以上。
镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体中镍、钴、铝的摩尔比均为0.3-0.98:0.001-0.6:0.001-0.05，这样，该摩尔比的镍钴铝前驱体具有更好的性能。
锂源为碳酸锂或氢氧化锂，其掺入的摩尔量与镍钴铝摩尔量之和的比为0.9-1.2:1，这样，适量的碳酸锂或氢氧化锂可以使电池正极材料具有更好的电化学性能和循环性。
超高速和高速混合均采用三元材料高速混料器，超高速混合转速为 5500-20000r/min，高速混合转速为500-10000r/min，这样，可以使掺杂元素和主元素混合更加均匀。
实施例1
步骤1，分别称取镍钴铝多晶复合前驱体、镍钴铝单晶复合前驱体、钇的化合物以及锂源，其中，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体的比例为2:1，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体中镍、钴、铝的摩尔比均为0.8:0.15:0.05，锂源的摩尔量与镍钴铝摩尔量之和的比为 0.9:1，钇的化合物的掺入量为镍钴铝多晶复合前驱体以及镍钴铝单晶复合前驱体中Ni、Co、Al总摩尔量的0.001％。；步骤2，将步骤1称取的镍钴铝单晶复合前驱体和钇的化合物进行超高速混合，获得第一混合物，其中，超高速和高速混合均采用三元材料高速混料器，超高速混合转速为5500r/min，高速混合转速为500r/min；步骤3，将步骤2的第一混合物与称取的镍钴铝多晶复合前驱体和锂源进行高速混合，获得第二混合物；步骤4，将步骤3 的第二混合物在瓷舟中进行焙烧6h，焙烧的温度为700℃，获得钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料；
其中，钇的化合物为纳米级别的Y2O3，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体均为镍、钴、铝的复合氢氧化物，锂源为碳酸锂。
采用本发明方法得到的正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到 166.8mAh/g，100次充放循环后容量保持率98.5％，而未掺杂的正极材料首次放电比容量为169mAh/g，100次充放循环后容量保持率96.9％。
实施例2
步骤1，分别称取镍钴铝多晶复合前驱体、镍钴铝单晶复合前驱体、钇的化合物以及锂源，其中，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体的比例为10:1，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体中镍、钴、铝的摩尔比均为0.8:0.15:0.05，锂源的摩尔量与镍钴铝摩尔量之和的比为 1.2:1，钇的化合物的掺入量为镍钴铝多晶复合前驱体以及镍钴铝单晶复合前驱体中Ni、Co、Al总摩尔量的0.8％。；步骤2，将步骤1称取的镍钴铝单晶复合前驱体和钇的化合物进行超高速混合，获得第一混合物，其中，超高速和高速混合均采用三元材料高速混料器，超高速混合转速为20000r/min，高速混合转速为10000r/min；步骤3，将步骤2的第一混合物与称取的镍钴铝多晶复合前驱体和锂源进行高速混合，获得第二混合物；步骤4，将步骤 3的第二混合物在瓷舟中进行焙烧26h，焙烧的温度为760℃，获得钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料；
其中，钇的化合物为纳米级别的Y(OH)3，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体均为镍、钴、铝的复合氧化物，锂源为氢氧化锂。
采用本发明方法得到的正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到 187mAh/g，100次充放循环后容量保持率97.9％，而未掺杂的正极材料首次放电比容量为188mAh/g，100次充放循环后容量保持率95.7％。
实施例3
步骤1，分别称取镍钴铝多晶复合前驱体、镍钴铝单晶复合前驱体、钇的化合物以及锂源，其中，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体的比例为20:1，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体中镍、钴、铝的摩尔比均为0.89:0.08:0.03，锂源的摩尔量与镍钴铝摩尔量之和的比为1.2:1，钇的化合物的掺入量为镍钴铝多晶复合前驱体以及镍钴铝单晶复合前驱体中Ni、Co、Al总摩尔量的2％。；步骤2，将步骤1称取的镍钴铝单晶复合前驱体和钇的化合物进行超高速混合，获得第一混合物，其中，超高速和高速混合均采用三元材料高速混料器，超高速混合转速为10000r/min，高速混合转速为1000r/min；步骤3，将步骤2的第一混合物与称取的镍钴铝多晶复合前驱体和锂源进行高速混合，获得第二混合物；步骤4，将步骤 3的第二混合物在瓷舟中进行焙烧36h，焙烧的温度为800℃，获得钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料，镍钴铝多晶复合前驱体与镍钴铝单晶复合前驱体的质量比为20:1；
其中，钇的化合物为纳米级别的Y2O3，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体非别为镍、钴、铝的复合氢氧化物和复合羟基氧化物，锂源为碳酸锂。
采用本发明方法得到的正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到 193mAh/g，100次充放循环后容量保持率96.8％，而未掺杂的正极材料首次放电比容量为195mAh/g，100次充放循环后容量保持率94.7％。
实施例4
步骤1，分别称取镍钴铝多晶复合前驱体、镍钴铝单晶复合前驱体、钇的化合物以及锂源，其中，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体的比例为8:1，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体中镍、钴、铝的摩尔比均为0.89:0.08:0.03，锂源的摩尔量与镍钴铝摩尔量之和的比为 0.96:1，钇的化合物的掺入量为镍钴铝多晶复合前驱体以及镍钴铝单晶复合前驱体中Ni、Co、Al总摩尔量的0.3％。；步骤2，将步骤1称取的镍钴铝单晶复合前驱体和钇的化合物进行超高速混合，获得第一混合物，其中，超高速和高速混合均采用三元材料高速混料器，超高速混合转速为12000r/min，高速混合转速为9000r/min；步骤3，将步骤2的第一混合物与称取的镍钴铝多晶复合前驱体和锂源进行高速混合，获得第二混合物；步骤4，将步骤 3的第二混合物在瓷舟中进行焙烧10h，焙烧的温度为750℃，获得钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料；
其中，钇的化合物为纳米级别的Y(OH)3，镍钴铝多晶复合前驱体为镍、钴、铝的复合羟基氧化物和复合氧化物的组合，镍钴铝单晶复合前驱体为镍、钴、铝的复合氢氧化物，锂源为碳酸锂或氢氧化锂。
采用本发明方法得到的正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到 193.5mAh/g，100次充放循环后容量保持率96.9％，而未掺杂的正极材料首次放电比容量为195mAh/g，100次充放循环后容量保持率94.7％。
实施例5
步骤1，分别称取镍钴铝多晶复合前驱体、镍钴铝单晶复合前驱体、钇的化合物以及锂源，其中，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体的比例为18:1，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体中镍、钴、铝的摩尔比均为0.91:0.06:0.03，锂源的摩尔量与镍钴铝摩尔量之和的比为 1.1:1，钇的化合物的掺入量为镍钴铝多晶复合前驱体以及镍钴铝单晶复合前驱体中Ni、Co、Al总摩尔量的1.5％。；步骤2，将步骤1称取的镍钴铝单晶复合前驱体和钇的化合物进行超高速混合，获得第一混合物，其中，超高速和高速混合均采用三元材料高速混料器，超高速混合转速为6000r/min，高速混合转速为700r/min；步骤3，将步骤2的第一混合物与称取的镍钴铝多晶复合前驱体和锂源进行高速混合，获得第二混合物；步骤4，将步骤3 的第二混合物在瓷舟中进行焙烧32h，焙烧的温度为840℃，获得钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料；
其中，钇的化合物为纳米级别的Y2O3，镍钴铝多晶复合前驱体为镍、钴、铝的复合氧化物，镍钴铝单晶复合前驱体为镍、钴、铝的复合氢氧化物以及复合羟基氧化物组合，锂源为碳酸锂。
采用本发明方法得到的正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到 196mAh/g，100次充放循环后容量保持率97.1％，而未掺杂的正极材料首次放电比容量为199mAh/g，100次充放循环后容量保持率92.1％。
实施例6
步骤1，分别称取镍钴铝多晶复合前驱体、镍钴铝单晶复合前驱体、钇的化合物以及锂源，其中，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体的比例为11:1，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体中镍、钴、铝的摩尔比均为0.91:0.06:0.03，锂源的摩尔量与镍钴铝摩尔量之和的比为0.9:1，钇的化合物的掺入量为镍钴铝多晶复合前驱体以及镍钴铝单晶复合前驱体中Ni、Co、Al总摩尔量的0.001％。；步骤2，将步骤1称取的镍钴铝单晶复合前驱体和钇的化合物进行超高速混合，获得第一混合物，其中，超高速和高速混合均采用三元材料高速混料器，超高速混合转速为 19000r/min，高速混合转速为9000r/min；步骤3，将步骤2的第一混合物与称取的镍钴铝多晶复合前驱体和锂源进行高速混合，获得第二混合物；步骤4，将步骤3的第二混合物在瓷舟中进行焙烧36h，焙烧的温度为900℃，获得钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料；
其中，钇的化合物为纳米级别的Y2O3，镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体均为镍、钴、铝的复合氢氧化物和复合羟基氧化物的组合，锂源为氢氧化锂。
采用本发明方法获得的正极材料在0.5C倍率下首次放电比容量达到 184mAh/g，100次充放循环后容量保持率96.9％，而未掺杂的正极材料首次放电比容量为184mAh/g，100次充放循环后容量保持率95.6％。
采用上述方案，与现有技术相比，本发明先将镍钴铝单晶复合前驱体和纳米级钇的化合物进行超高速混合，再将镍钴铝单晶前驱体和钇化合物的混合料与普通镍钴铝前驱体高速混合，提高混合效果，因为单晶复合前驱体机械强度高，超高速混合时不会破碎，同时单晶复合前驱体可以起到碰撞介质的作用，将纳米级钇的化合物充分打散，使掺杂元素和主元素充分混合。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料，其特征在于，其分子式为LiaNixCoyAlzYbO2，其中，b为4/3-a/3-x-y-z，1≤a≤1.2，0.3≤x≤0.98，0.01≤y≤0.6，0.001≤z≤0.1，0.00001≤b≤0.05。
2.一种如权利要求1中钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，分别称取镍钴铝多晶复合前驱体、镍钴铝单晶复合前驱体、钇的化合物以及锂源；
步骤2，将所述步骤1称取的镍钴铝单晶复合前驱体和钇的化合物进行超高速混合，获得第一混合物；
步骤3，将所述步骤2的第一混合物与称取的镍钴铝多晶复合前驱体和锂源进行高速混合，获得第二混合物；
步骤4，将所述步骤3的第二混合物进行焙烧，获得钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料。
3.根据权利要求2所述的钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述钇的化合物为纳米级别，其掺入量为镍钴铝多晶复合前驱体以及镍钴铝单晶复合前驱体中Ni、Co、Al总摩尔量的0.001-5％。
4.根据权利要求3所述的钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述纳米级别的钇的化合物为Y2O3或者Y(OH)3。
5.根据权利要求4所述的钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体均为镍、钴、铝的复合氢氧化物或复合氧化物或复合羟基氧化物中的一种或者一种以上。
6.根据权利要求5所述的钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍钴铝多晶复合前驱体和镍钴铝单晶复合前驱体中镍、钴、铝的摩尔比均为0.3-0.98:0.001-0.6:0.001-0.05。
7.根据权利要求6所述的钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍钴铝多晶复合前驱体与镍钴铝单晶复合前驱体的质量比为2-20:1。
8.根据权利要求7所述的钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源为碳酸锂或氢氧化锂，其掺入的摩尔量与镍钴铝摩尔量之和的比为0.9-1.2:1。
9.根据权利要求8所述的钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述超高速和高速混合均采用三元材料高速混料器，超高速混合转速为5500-20000r/min，高速混合转速为500-10000r/min。
10.根据权利要求9所述的钇掺杂的镍钴铝锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述第二混合物在瓷舟中进行焙烧，焙烧温度为600-1200℃，时间为6-36h。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102751485A (zh) * 2012-07-17 2012-10-24 中国电子科技集团公司第十八研究所 锂离子电池用复合正极材料的制备方法
CN103050686A (zh) * 2013-01-24 2013-04-17 湖南桑顿新能源有限公司 一种高密度锂离子电池正极材料镍钴铝酸锂及其制备方法
CN103840151A (zh) * 2013-12-13 2014-06-04 山东海特电子新材料有限公司 一种特殊单晶结构的三元正极材料及其制备方法
CN105375010A (zh) * 2015-11-26 2016-03-02 长沙矿冶研究院有限责任公司 一种高压实密度锂离子正极材料的制备方法
CN106602055A (zh) * 2016-11-23 2017-04-26 广东邦普循环科技有限公司 一种小颗粒单晶镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102751485A (zh) * 2012-07-17 2012-10-24 中国电子科技集团公司第十八研究所 锂离子电池用复合正极材料的制备方法
CN103050686A (zh) * 2013-01-24 2013-04-17 湖南桑顿新能源有限公司 一种高密度锂离子电池正极材料镍钴铝酸锂及其制备方法
CN103840151A (zh) * 2013-12-13 2014-06-04 山东海特电子新材料有限公司 一种特殊单晶结构的三元正极材料及其制备方法
CN105375010A (zh) * 2015-11-26 2016-03-02 长沙矿冶研究院有限责任公司 一种高压实密度锂离子正极材料的制备方法
CN106602055A (zh) * 2016-11-23 2017-04-26 广东邦普循环科技有限公司 一种小颗粒单晶镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法

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