本发明涉及锂离子电池领域,尤其涉及一种镍钴铝三元正极材料的锂离子电池制备工艺。
背景技术:
目前开发高性能镍钴铝三元正极材料及其电池具有重大意义。对镍钴铝三元正极材料来说,先需要制备出前驱体,再制备正极材料。但是直接制得的镍钴铝三元正极材料其循环性能较差,热稳定性能差,储存性能不好,这些缺点是材料的本质属性。为了克服镍钴铝三元正极材料缺点,兼得高比容量和高稳定性两方面的优点,包覆和掺杂改性是当前通用的手段。需要将两者结合在一起,可得到电化学性能最优的产品。因此解决这一问题就显得十分必要了。
技术实现要素:
为解决上述问题,本发明提供一种镍钴铝三元正极材料的锂离子电池制备工艺,先制备三元正极材料的前驱体,之后先加入石墨烯进行混合烧结,再加入zr进行混合烧结,最后加入氧化硼进行混合烧结,得到包覆有石墨烯和氧化硼掺杂有zr的三元正极材料,然后将石墨烯作为电池负极制得18650圆柱石墨烯动力动力电池,最后进行电化学试验,最终得到性能优异的高性能锂离子电池,制得的电池电化学性能优异,能量密度大和大电流放电能力强,解决了背景技术中出现的问题。
本发明的目的是提供一种镍钴铝三元正极材料的锂离子电池制备工艺,包括有以下步骤:
步骤一:制备镍钴铝三元正极材料的前驱体,将前驱体进行球磨30min,之后进行过筛,筛网为400目;
步骤二:往球磨过筛过的前驱体粉料中加入石墨烯,之后球磨30min,加入去离子水超声分散均匀,之后烘干,烧结得到包覆有石墨烯的三元正极材料;
步骤三:将包覆有石墨烯的三元正极材料进行球磨30min,加入zr进行球磨,将充分混合到前驱体中,之后将混合的粉料加入去离子水进行进行超声分散混合均匀,之后烘干,将烘干的物料进行烧结得到包覆有石墨烯掺杂有zr的三元正极材料;
步骤四:将包覆有石墨烯掺杂有zr的三元正极材料研磨成粉,之后加入氧化硼,继续研磨,之后缓慢加入酒精超声分散混合均匀,最后进行烘干烧结得到包覆有石墨烯和氧化硼掺杂有zr的三元正极材料;
步骤五:将包覆有石墨烯和氧化硼掺杂有zr的三元正极材料作为电池正极,石墨烯作为电池负极制得18650圆柱石墨烯动力动力电池;
步骤六:对制得的动力电池依次进行常温荷电性能试验、常温循环性能试验、常温倍率试验、高温荷电性能试验、高温循环性能试验、低温放电试验和安全性能试验,试验合格,得到高性能的动力电池。
进一步改进在于:所述步骤步骤三加入zr的同时加入高导电性碳素添加剂一起进行球磨,进一步增大电池的能量密度和大电流放电能力。
进一步改进在于:所述步骤二至四的烧结时间均为10h。
进一步改进在于:所述步骤二至四的烧结温度均为760℃。
进一步改进在于:所述步骤二至四的预烧温度均为430℃。
进一步改进在于:步骤四制备的镍钴铝三元正极材料的振实密度为2.5g/cm3以上。
本发明的有益效果:本发明先制备三元正极材料的前驱体,之后先加入石墨烯进行混合烧结,再加入zr进行混合烧结,最后加入氧化硼进行混合烧结,得到包覆有石墨烯和氧化硼掺杂有zr的三元正极材料,然后将石墨烯作为电池负极制得18650圆柱石墨烯动力动力电池,最后进行电化学试验,最终得到性能优异的高性能锂离子电池,制得的电池电化学性能优异,能量密度大和大电流放电能力强。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
本实施例提供一种镍钴铝三元正极材料的锂离子电池制备工艺,包括有以下步骤:
步骤一:制备镍钴铝三元正极材料的前驱体,将前驱体进行球磨30min,之后进行过筛,筛网为400目;
步骤二:往球磨过筛过的前驱体粉料中加入石墨烯,之后球磨30min,加入去离子水超声分散均匀,之后烘干,烧结得到包覆有石墨烯的三元正极材料;
步骤三:将包覆有石墨烯的三元正极材料进行球磨30min,加入zr进行球磨,将充分混合到前驱体中,之后将混合的粉料加入去离子水进行进行超声分散混合均匀,之后烘干,将烘干的物料进行烧结得到包覆有石墨烯掺杂有zr的三元正极材料;
步骤四:将包覆有石墨烯掺杂有zr的三元正极材料研磨成粉,之后加入氧化硼,继续研磨,之后缓慢加入酒精超声分散混合均匀,最后进行烘干烧结得到包覆有石墨烯和氧化硼掺杂有zr的三元正极材料;
步骤五:将包覆有石墨烯和氧化硼掺杂有zr的三元正极材料作为电池正极,石墨烯作为电池负极制得18650圆柱石墨烯动力动力电池;
步骤六:对制得的动力电池依次进行常温荷电性能试验、常温循环性能试验、常温倍率试验、高温荷电性能试验、高温循环性能试验、低温放电试验和安全性能试验,试验合格,得到高性能的动力电池。
所述步骤步骤三加入zr的同时加入高导电性碳素添加剂一起进行球磨,进一步增大电池的能量密度和大电流放电能力。所述步骤二至四的烧结时间均为10h。所述步骤二至四的烧结温度均为760℃。所述步骤二至四的预烧温度均为430℃。步骤四制备的镍钴铝三元正极材料的振实密度为2.5g/cm3以上。
先制备三元正极材料的前驱体,之后先加入石墨烯进行混合烧结,再加入zr进行混合烧结,最后加入氧化硼进行混合烧结,得到包覆有石墨烯和氧化硼掺杂有zr的三元正极材料,然后将石墨烯作为电池负极制得18650圆柱石墨烯动力动力电池,最后进行电化学试验,最终得到性能优异的高性能锂离子电池,制得的电池电化学性能优异,能量密度大和大电流放电能力强。