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1、(10)申请公布号 CN 102881884 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 1 8 8 4 A *CN102881884A* (21)申请号 201210344974.2 (22)申请日 2012.09.15 H01M 4/50(2010.01) H01M 4/52(2010.01) (71)申请人安徽亚兰德新能源材料股份有限公 司 地址 238312 安徽省巢湖市无为县二坝经济 开发区 (72)发明人孙朝军 王大伟 鲁海春 陈亮 王艳红 孙卫华 李世辉 (54) 发明名称 一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产 工艺 (57) 摘要 本发明涉及锂离。
2、子电池材料领域，特别涉及 一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产工艺。 将铝源溶于有机溶剂中，然后喷入在搅拌机中的 球形镍钴锰三元材料上，将球形镍钴锰三元材料 在搅拌状态下充分润湿搅拌均匀，然后在真空干 燥机中进行干燥。将包Al处理后的球形镍钴锰三 元材料再次进行煅烧，即得包覆Al的球形镍钴锰 三元材料。本发明球形镍钴锰三元材料外包覆Al 的生产工艺，工艺流程相对较简单，包覆的效果更 好，振实密度较高，材料的性能优异，稳定性和一 致性较好。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 。
3、页 附图 2 页 1/2页 2 1.一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤： 、球形镍钴锰氢氧化物制备 以纯水为底液，温度升至4080，控制搅拌转速在80180r/min，加入氨水调节底 液碱度和pH值； 将镍钴锰混合盐溶液与氢氧化钠溶液、氨水连续并流泵入底液中，在4080发生沉 淀反应，控制反应体系的料浆固含量，并保持上述碱度和pH值，反应料液由反应釜上部溢 流口连续流出并进入陈化釜，然后经洗涤压滤机洗涤和真空干燥机干燥，得到球形镍钴锰 氢氧化物； 、球形镍钴锰三元材料制备 球形镍钴锰氢氧化物经配锂煅烧，得到球形镍钴锰三元材料； 、球形镍钴锰三元材料表面包Al处。
4、理 将铝源溶于有机溶剂中，然后喷入在搅拌机中的球形镍钴锰三元材料上，将球形镍钴 锰三元材料在搅拌状态下充分润湿搅拌均匀，然后在真空干燥机中进行干燥； 、包覆Al的球形镍钴锰三元材料的制备 将包Al处理后的球形镍钴锰三元材料再次进行煅烧，即得包覆Al的球形镍钴锰三元 材料。 2.根据权利要求1所述的一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产工艺，其特征在 于，所述步骤中镍盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍；钴盐为硫酸钴、氯化钴或硝酸钴；锰盐 为硫酸锰、氯化锰或硝酸锰。 3.根据权利要求1所述的一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产工艺，其特征在 于，所述步骤中镍钴锰混合盐溶液总金属离子浓度为60120g/l。
5、，氢氧化钠溶液的浓度 为1530，氨水浓度为1025。 4.根据权利要求1所述的一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产工艺，其特征在 于，所述步骤中浆料固含量控制在150300g/l，反应体系的碱度控制在2545g/l，pH 控制在10.512.5。 5.根据权利要求1所述的一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产工艺，其特征在 于，所述步骤中洗涤采用5080的热去离子水洗涤至pH为7.59.5，干燥温度为 80120。 6.根据权利要求1所述的一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产工艺，其特征 在于，所述步骤中锂源为电池级碳酸锂，电池级碳酸锂和球形镍钴锰氢氧化物的配比为 11.081。 7.根。
6、据权利要求1所述的一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产工艺，其特征在 于，所述步骤中铝源为异丙醇铝，有机溶剂为丙酮或乙醇。 8.根据权利要求1所述的一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产工艺，其特征在 于，所述步骤中干燥温度为90110。 9.根据权利要求1所述的一种球形镍钴锰三元材料外包覆A1的生产工艺，其特征在 于，所述步骤中煅烧温度为450900，步骤中煅烧温度为5001000。 10.根据权利要求19任一项所述的一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产工 艺，其特征在于，制备的包覆Al的球形镍钴锰三元材料的振实密度为2.63.2g/cm 3 ，粒度 权 利 要 求 书CN 102881。
7、884 A 2/2页 3 为525um。 权 利 要 求 书CN 102881884 A 1/4页 4 一种球形镍钴锰三元材料外包覆 Al 的生产工艺 技术领域 0001 本发明涉及锂离子电池材料领域，特别涉及一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al 的生产工艺。 背景技术 0002 镍钴锰三元材料，是锂离子电池正极材料中应用较为普遍的一种材料，现有技术 主要通过干法包覆Al加工工艺，该工艺制备的包Al的镍钴锰三元材料，不仅工艺较为繁 琐，同时产品中A1分布不均匀，产品循环性能较差且不稳定，振实密度较低。 发明内容 0003 为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种球形镍钴锰三 元材。
8、料外包覆Al的生产工艺。 0004 本发明采用的技术方案如下： 0005 一种球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤： 0006 、球形镍钴锰氢氧化物制备 0007 以纯水为底液，温度升至4080，控制搅拌转速在80180r/min，加入氨水调 节底液碱度和pH值； 0008 将镍钴锰混合盐溶液与氢氧化钠溶液、氨水连续并流泵入底液中，在4080发 生沉淀反应，控制反应体系的料浆固含量，并保持上述碱度和pH值，反应料液由反应釜上 部溢流口连续流出并进入陈化釜，然后经洗涤压滤机洗涤和真空干燥机干燥，得到球形镍 钴锰氢氧化物； 0009 、球形镍钴锰三元材料制备 0010 。
9、球形镍钴锰氢氧化物经配锂煅烧，得到球形镍钴锰三元材料； 0011 、球形镍钴锰三元材料表面包Al处理 0012 将铝源溶于有机溶剂中，然后喷入在搅拌机中的球形镍钴锰三元材料上，将球形 镍钴锰三元材料在搅拌状态下充分润湿搅拌均匀，然后在真空干燥机中进行干燥； 0013 、包覆Al的球形镍钴锰三元材料的制备 0014 将包Al处理后的球形镍钴锰三元材料再次进行煅烧，即得包覆Al的球形镍钴锰 三元材料。 0015 优选地，所述步骤中镍盐为硫酸镍、氯化镍或硝酸镍；钴盐为硫酸钴、氯化钴或 硝酸钴；锰盐为硫酸锰、氯化锰或硝酸锰。 0016 进一步，所述步骤中镍钴锰混合盐溶液总金属离子浓度为60120g/l。
10、，氢氧化 钠溶液的浓度为1530，氨水浓度为1025。 0017 进一步，所述步骤中浆料固含量控制在150300g/l，反应体系的碱度控制在 2545g/l，pH控制在10.512.5。 0018 进一步，所述步骤中洗涤采用5080的热去离子水洗涤至pH为7.59.5， 说 明 书CN 102881884 A 2/4页 5 干燥温度为80120。 0019 优选地，所述步骤中锂源为电池级碳酸锂，电池级碳酸锂和球形镍钴锰氢氧化 物的配比为11.081。 0020 进一步，所述步骤中铝源为异丙醇铝，有机溶剂为丙酮或乙醇。 0021 进一步，所述步骤中干燥温度为90110。 0022 进一步，所述步。
11、骤中煅烧温度为450900，步骤中煅烧温度为500 1000。 0023 较为完善的是，制备的包覆Al的球形镍钴锰三元材料的振实密度为2.63.2g/ cm 3 ，粒度为525um。 0024 本发明球形镍钴锰三元材料外包覆Al的生产工艺，工艺流程相对较简单，包覆的 效果更好，振实密度较高，材料的性能优异，稳定性和一致性较好。 附图说明 0025 为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。 0026 图1是本发明实施例1制备的球形镍钴锰氢氧化物的扫描电镜图。 0027 图2是本发明实施例1制备的球形镍钴锰三元材料的扫描电镜图。 0028 图3是本发明实施例1制备的包覆Al。
12、的球形镍钴锰三元材料的扫描电镜图。 具体实施方式 0029 实施例1 0030 、球形镍钴锰氢氧化物制备 0031 以纯水为底液，温度升至7580，控制搅拌转速在160180r/min，加入氨水 调节底液碱度为25g/l，底液pH值为10.5。 0032 将镍钴锰混合盐溶液与氢氧化钠溶液、氨水连续并流泵入底液中，镍盐为硫酸镍， 钴盐为硫酸钴，锰盐为硫酸锰。镍钴锰混合盐溶液总金属离子浓度为60g/l，氢氧化钠溶液 的浓度为30(质量百分含量，下同)，氨水浓度为18(体积百分含量，下同)。 0033 在7580发生沉淀反应，控制反应体系的料浆固含量为260300g/l，并保持 上述碱度和pH值，反。
13、应料液由反应釜上部溢流口连续流出并进入陈化釜，然后经洗涤压滤 机洗涤和真空干燥机干燥，洗涤采用50的热去离子水洗涤至pH为8.99.5，干燥温度 为80，进而得到球形镍钴锰氢氧化物。请参阅图1，样品的球形度较好，粒径分布较集中。 0034 、球形镍钴锰三元材料制备 0035 球形镍钴锰氢氧化物经配锂煅烧，锂源为电池级碳酸锂，电池级碳酸锂和球形镍 钴锰氢氧化物的配比为11，煅烧温度为900，从而得到球形镍钴锰三元材料。请参阅 图2，锂在材料中分布的较均匀，材料的振实密度较高。 0036 、球形镍钴锰三元材料表面包Al处理 0037 将异丙醇铝溶于丙酮中，然后喷入在搅拌机中的球形镍钴锰三元材料上，。
14、将球形 镍钴锰三元材料在搅拌状态下充分润湿搅拌均匀，然后在真空干燥机中进行干燥，干燥温 度为90，对丙酮进行回收，异丙醇铝则均匀的包覆在球形镍钴锰三元材料表面。 0038 、包覆Al的球形镍钴锰三元材料的制备 说 明 书CN 102881884 A 3/4页 6 0039 将包Al处理后的球形镍钴锰三元材料再次进行煅烧，煅烧温度为1000，即得包 覆Al的球形镍钴锰三元材料。请参阅图3，Al均匀的包覆在三元材料晶核的表面。产品振 实密度为2.6g/cm 3 ，粒度为815um。 0040 实施例2 0041 、球形镍钴锰氢氧化物制备 0042 以纯水为底液，温度升至5560，控制搅拌转速在11。
15、0130r/min，加入氨水 调节底液碱度为35g/l，底液pH值为11.5。 0043 将镍钴锰混合盐溶液与氢氧化钠溶液、氨水连续并流泵入底液中，镍盐为氯化镍， 钴盐为硫酸钴，锰盐为硝酸锰。镍钴锰混合盐溶液总金属离子浓度为120g/l，氢氧化钠溶液 的浓度为25，氨水浓度为10。 0044 在5560发生沉淀反应，控制反应体系的料浆固含量为190220g/l，并保持 上述碱度和pH值，反应料液由反应釜上部溢流口连续流出并进入陈化釜，然后经洗涤压滤 机洗涤和真空干燥机干燥，洗涤采用70的热去离子水洗涤至pH为7.58.0，干燥温度 为120，进而得到球形镍钴锰氢氧化物。 0045 、球形镍钴锰。
16、三元材料制备 0046 球形镍钴锰氢氧化物经配锂煅烧，锂源为电池级碳酸锂，电池级碳酸锂和球形镍 钴锰氢氧化物的配比为1.051，煅烧温度为750，从而得到球形镍钴锰三元材料。 0047 、球形镍钴锰三元材料表面包Al处理 0048 将异丙醇铝溶于乙醇中，然后喷入在搅拌机中的球形镍钴锰三元材料上，将球形 镍钴锰三元材料在搅拌状态下充分润湿搅拌均匀，然后在真空干燥机中进行干燥，干燥温 度为110，对乙醇进行回收，异丙醇铝则均匀的包覆在球形镍钴锰三元材料表面。 0049 、包覆Al的球形镍钴锰三元材料的制备 0050 将包Al处理后的球形镍钴锰三元材料再次进行煅烧，煅烧温度为800，即得包 覆Al的。
17、球形镍钴锰三元材料。产品振实密度为3.2g/cm 3 ，粒度为1525um。 0051 实施例3 0052 、球形镍钴锰氢氧化物制备 0053 以纯水为底液，温度升至4045，控制搅拌转速在8095r/min，加入氨水调 节底液碱度为45g/l，底液pH值为12.5。 0054 将镍钴锰混合盐溶液与氢氧化钠溶液、氨水连续并流泵入底液中，镍盐为氯化镍， 钴盐为氯化钴，锰盐为氯化锰。镍钴锰混合盐溶液总金属离子浓度为90g/l，氢氧化钠溶液 的浓度为15，氨水浓度为25。 0055 在4045发生沉淀反应，控制反应体系的料浆固含量为150180g/l，并保持 上述碱度和pH值，反应料液由反应釜上部溢。
18、流口连续流出并进入陈化釜，然后经洗涤压滤 机洗涤和真空干燥机干燥，洗涤采用80的热去离子水洗涤至pH为8.59.0，干燥温度 为100，进而得到球形镍钴锰氢氧化物。 0056 、球形镍钴锰三元材料制备 0057 球形镍钴锰氢氧化物经配锂煅烧，锂源为电池级碳酸锂，电池级碳酸锂和球形镍 钴锰氢氧化物的配比为1.081，煅烧温度为450，从而得到球形镍钴锰三元材料。 0058 、球形镍钴锰三元材料表面包Al处理 说 明 书CN 102881884 A 4/4页 7 0059 将异丙醇铝溶于丙酮中，然后喷入在搅拌机中的球形镍钴锰三元材料上，将球形 镍钴锰三元材料在搅拌状态下充分润湿搅拌均匀，然后在真空。
19、干燥机中进行干燥，干燥温 度为100，对丙酮进行回收，异丙醇铝则均匀的包覆在球形镍钴锰三元材料表面。 0060 、包覆Al的球形镍钴锰三元材料的制备 0061 将包Al处理后的球形镍钴锰三元材料再次进行煅烧，煅烧温度为500，即得包 覆Al的球形镍钴锰三元材料。产品振实密度为3g/cm 3 ，粒度为515um。 0062 以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对 所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的 结构或者不超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。 说 明 书CN 102881884 A 1/2页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102881884 A 2/2页 9 图3 说 明 书 附 图CN 102881884 A 。