本发明属于锂电池
技术领域：
，特别涉及一种高镍正极材料及其制备方法、锂离子电池。
背景技术：
：锂离子电池具有能量密度高、环保、无记忆效应等特点，已广泛应用于各个行业，但各个领域对电池容量要求越来越高，特别是便携式机器中；为提高能量密度，高镍三元正极成为研究热点，但高镍三元材料的制备中，传统的工艺为将镍盐、钴盐、锰盐与碳酸盐反应，生成碳酸盐沉淀物，再将沉淀物与锂盐(氢氧化锂)反应。使用氢氧化锂为原材料，呈碱性，在配浆过程中，容易结块，导致无法涂布。技术实现要素：为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种高镍正极材料的制备方法，该方法使用新型的原材料，能中和高镍三元材料中的氢氧根离子，材料配出来的浆料易于涂布。本发明另一目的在于提供上述方法制备的高镍正极材料。本发明再一目的在于提供一种包括上述高镍正极材料的锂离子电池。本发明的目的通过下述方案实现：一种高镍正极材料的制备方法，主要包括以下步骤：(1)将镍盐、钴盐、锰盐的混合物与碱反应，生成氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化锰的混合物沉淀；(2)将步骤(1)生成的氢氧化物的混合物沉淀与双氧水反应，生成羟基氧化镍、羟基氧化钴、羟基氧化锰的混合物沉淀；(3)将步骤(2)生成的羟基氧化物的混合物沉淀与锂盐混合并高温煅烧，即得到高镍正极材料。步骤(1)中所述的镍盐为硫酸镍、硝酸镍、氯化镍中的至少一种；步骤(1)中所述的钴盐为硫酸钴、硝酸钴、氯化钴中的至少一种；步骤(1)中所述的锰盐为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰中的至少一种。步骤(1)中所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种；步骤(1)中所述的镍盐、钴盐、锰盐的混合物中镍元素、钴元素和锰元素的摩尔比为5～10：0～3：0～3，优选为8:1:1；步骤(1)中所述的镍盐、钴盐、锰盐的混合物和碱的用量满足镍盐、钴盐、锰盐的混合物的摩尔量与碱中氢氧根离子的摩尔量的比值为1：2；步骤(1)中所述的反应是指在30～100℃下反应0.5～10h；步骤(2)中所述的氢氧化物的混合物沉淀与双氧水的用量满足氢氧化物的混合物沉淀与双氧水的重量比为100：1～30；优选的，步骤(2)中所述的氢氧化物的混合物沉淀与双氧水的用量满足氢氧化物的混合物沉淀与双氧水的重量比为100：10～30；步骤(2)中所述的反应是指在常温下反应0.5～10h，优选在常温下反应6h；步骤(3)中所述的羟基氧化物的混合物沉淀与锂盐的用量满足羟基氧化物的混合物沉淀与锂盐的摩尔比为1：1；步骤(3)中所述的高温煅烧是指在纯氧气氛中600～1000℃煅烧4～12h。一种由上述方法制备得到的高镍正极材料。一种锂离子电池，其正极材料为上述的高镍正极材料。本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：本发明利用双氧水将氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化锰完全转化为羟基氧化镍、羟基氧化钴和羟基氧化锰，羟基氧化物与氢氧化锂一起热处理时，羟基氧化物中的氢能中和氢氧化锂中的氢氧根离子，降低了高镍三元材料的ph，使得配浆涂布合格率明显高；同时，制备得到的电池的克容量和寿命也明显提高。另外，该方法操作简单，简化了工艺。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。实施例1将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰(硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰的摩尔比为8：1：1)和氢氧化钠在水中进行混合，其中硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰的摩尔数之和与氢氧化钠的摩尔比为1：2，然后在70℃反应6小时，生成氢氧化物沉淀，将氢氧化物沉淀与双氧水按重量比100：10混合并在常温下反应6小时，最终得到的物质为羟基氧化镍、羟基氧化钴、羟基氧化锰的混合物，再将羟基氧化物的混合物与锂盐(氢氧化锂)在高温900度下纯氧环境中煅烧6h，其中羟基氧化物混合物与锂盐的摩尔比为1:1，即生成正极材料。实施例2将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰(硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰的摩尔比为8：1：1)与氢氧化钠在水中混合，其中硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰的摩尔数之和与氢氧化钠的摩尔数的比值为1：2，然后70℃反应6小时，生成氢氧化物沉淀，将氢氧化物沉淀与双氧水按重量比100：15混合并在常温下反应6小时，最终得到的物质为羟基氧化镍、羟基氧化钴、羟基氧化锰的混合物，再将羟基氧化物的混合物与锂盐(氢氧化锂)在高温900度下纯氧环境中煅烧6h，其中羟基氧化物的混合物与锂盐的摩尔比为1:1，即生成正极材料。实施例3将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰(硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰的摩尔比为8：1：1)与氢氧化钠在水中混合，其中硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰的摩尔数之和与氢氧化钠的摩尔数的比值为1：2，然后70℃反应6小时，生成氢氧化物沉淀，将氢氧化物沉淀与双氧水按重量比100：20混合并在常温下反应6小时，最终得到的物质为羟基氧化镍、羟基氧化钴、羟基氧化锰的混合物，再将羟基氧化物的混合物与锂盐(氢氧化锂)在高温900度下纯氧环境中煅烧6h，其中羟基氧化物混合物与锂盐的摩尔比为1:1，即生成正极材料。实施例4将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰(硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰的摩尔比为8：1：1)与氢氧化钠在水中混合，其中硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰的摩尔数之和与氢氧化钠的摩尔数的比值为1：2，然后70℃反应6小时，生成氢氧化物沉淀，将氢氧化物沉淀与双氧水按重量比100：25混合并在常温下反应6小时，最终得到的物质为羟基氧化镍、羟基氧化钴、羟基氧化锰的混合物，再将羟基氧化物的混合物与锂盐(氢氧化锂)在高温900度下纯氧环境中煅烧6h，其中羟基氧化物的混合物与锂盐的摩尔比为1:1，即生成正极材料。实施例5将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰(硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰的摩尔比为8：1：1)与氢氧化钠在水中混合，其中硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰的摩尔数之和与氢氧化钠的摩尔数的比值为1：2，然后70℃反应6小时，生成氢氧化物沉淀，将氢氧化物沉淀与双氧水按重量比100：30混合并在常温下反应6小时，最终得到的物质为羟基氧化镍、羟基氧化钴、羟基氧化锰的混合物，再将羟基氧化物的混合物与锂盐(氢氧化锂)在高温900度下纯氧环境中煅烧6h，其中羟基氧化物的混合物与锂盐的摩尔比为1:1，即生成正极材料。对比例1：将硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰(硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰的摩尔比为8：1：1)与氢氧化钠在水中混合，其中硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰的摩尔数之和与氢氧化钠的摩尔数的比值为1：2，然后70℃反应6小时，生成氢氧化物沉淀，再将氢氧化物沉淀与锂盐(氢氧化锂)在高温900度下纯氧环境中煅烧6h，其中氢氧化物沉淀与锂盐的摩尔比为1:1，即生成正极材料；将以上实施例1～5和对比例1制备的正极材料配浆(正极材料：粘结剂pvdf：导电碳：溶剂nmp＝100：5：2：50)，制片，负极采用深圳贝特瑞石墨，将石墨与cmc、水按质量比100：1.5：60均匀混合搅拌，涂敷在铜箔上，烘干，滚压，切成小片，将正极片、负极片、隔膜(深圳星源)进行卷绕，入壳，注入电解液，电解液采用自制1mol/l的六氟磷酸锂有机液，制作方形电池，20*30*100mm，正极采用铝箔激光端面焊，负极采用激光焊，将铜箔焊在铜板上，完成封口后，45度烘烤3天。0.02c充电到4.1v截至，0.2c放电到3.0v。并测试电池性能。实施例1～5和对比例1制备的正极材料制作的电池的性能如表1所示：表1实施例1～5和对比例1制备的正极材料制作的电池的性能克容量(mah/g)1c寿命配件涂布合格率实施例116053090％实施例216354691％实施例316755993％实施例416856193.1％实施例517056093％对比例115649282％其中：(1)克容量＝电池容量/正极活性材料的质量；电池容量是按0.5c来进行充放电测试的；(2)1c寿命测试步骤为：①1c充电，4.2v截止，②搁置30分钟，③1c放电至3.0v，④循环①～③800次；(3)涂布合格率＝实际产出的合格极片数量/理论产出的合格极片数量。从表1中可以看出，使用本发明制备的高镍正极材料，使得配浆涂布合格率明显高；使用本发明制备的高镍正极材料，电池的克容量和寿命也明显提高。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12