鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高材料性能的鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法。包括：將已燒成鎳鈷錳酸鋰材料在回轉(zhuǎn)窯中加熱至720度；將加熱到720度后的鎳鈷錳酸鋰材料裝入到貯存罐中；蓋住和密封貯存罐，從進氣口向貯存罐通入純氧，直到貯存罐中氣壓達到2~4個大氣壓停止通入純氧；翻滾貯存罐，并保持翻滾狀態(tài)5小時以上，將貯存罐靜置，對鎳鈷錳酸鋰材料進行自然降溫；將鎳鈷錳酸鋰材料降溫至常溫后，釋放貯存罐的氣壓，打開貯存罐，取出鎳鈷錳酸鋰材料；將取出后鎳鈷錳酸鋰材料放入到高速分散機中，由高速分散機進行分散和篩分包裝。
【專利說明】鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池(鋰二次電池)以其輕量化、長壽命、清潔環(huán)保的優(yōu)點越來越受到電池行業(yè)的青睞。目前，鋰離子電池的正極材料主流有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰及鎳鈷錳三元材料，并且有NCA (鎳鈷鋁)系、LOL (富鋰錳固熔體)等新興的材料加入其中，得到了廣泛的商業(yè)化應(yīng)用。其中，鎳鈷錳酸鋰三元材料，特別是NCA材料，以其高容量、高能量密度的特點，滿足了越來越高的能量密度的要求，受到更多的青睞。
[0003]現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)鎳鈷錳酸鋰材料的方法通常為高溫固相法。即采用固體的原材料，在窯爐中用高溫?zé)Y(jié)的方法生產(chǎn)，其燒結(jié)反應(yīng)過程主要分為兩段，前段是在700°C以下，參與反應(yīng)的前驅(qū)物或原料中的水份、不穩(wěn)定態(tài)物質(zhì)的揮發(fā)和熱分解，后段是在700°C以上，反應(yīng)生成鎳鈷錳酸鋰，該過程一般需要氧氣參與反應(yīng)，屬于吸氧反應(yīng)。采用高溫固相法燒成的窯爐一般以鼓風(fēng)方式促進空氣流通，以供給材料燒成所需要的氧氣。但空氣中氧氣的比例有限，而通過大量通風(fēng)則是會造成窯爐的熱損失加大，燒結(jié)的溫度不能得到保證。而向高溫的窯爐中通氧氣則會造成設(shè)備部件氧化和損耗。
[0004]傳統(tǒng)的方法只能通過增長保溫時間段來使燒結(jié)反應(yīng)更完全，或者干脆采取兩次燒成的辦法。這么做不但加大了能源的消耗，也不可避免地使燒成后的材料受到影響，晶粒生長不完全，晶格穩(wěn)定性差，材料均一性不佳，批次穩(wěn)定性和電化學(xué)性能受到嚴重影響。
[0005]有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種提高材料性能的鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法。
[0007]本發(fā)明的鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法，包括:將已燒成鎳鈷錳酸鋰材料在回轉(zhuǎn)窯中加熱至720度；將加熱到720度后的鎳鈷錳酸鋰材料裝入到貯存罐中；蓋住和密封貯存罐，從進氣口向貯存罐通入純氧，直到貯存罐中氣壓達到2?4個大氣壓停止通入純氧；翻滾貯存罐，并保持翻滾狀態(tài)5小時以上，將貯存罐靜置，對鎳鈷錳酸鋰材料進行自然降溫；將鎳鈷錳酸鋰材料降溫至常溫后，釋放貯存罐的氣壓，打開貯存罐，取出鎳鈷錳酸鋰材料；將取出后鎳鈷錳酸鋰材料放入到高速分散機中，由高速分散機進行分散和篩分包裝。
[0008]進一步的，翻滾貯存罐，具體為:將貯存罐放入驅(qū)動轉(zhuǎn)輪上翻滾。
[0009]進一步的，所述直到貯存罐中氣壓達到2?4個大氣壓時停止通入純氧，具體為:直到貯存罐中氣壓達到3個大氣壓時停止通入純氧。
[0010]進一步的，其特征在于，所述，將已燒成鎳鈷錳酸鋰材料在回轉(zhuǎn)窯中加熱至720度，具體為:取已燒成的鎳鈷錳酸鋰和納米級氫氧化鋁，并加入硼酸，在高速混料機中高速攪拌10分鐘，使物料混合均勻；將混合均勻的物料在回轉(zhuǎn)窯中加熱至700度。
[0011]進一步的，所述直到貯存罐中氣壓達到2?4個大氣壓時停止通入純氧，具體為:直到貯存罐中氣壓達到2個大氣壓時停止通入純氧。
[0012]借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點:
所得材料與傳統(tǒng)工藝相比，容量發(fā)揮更穩(wěn)定，循環(huán)性更佳。該工藝方法可將原有傳統(tǒng)工藝的燒成時間縮短。該工藝方法可與包覆工藝、復(fù)合工藝同時進行，不多增加工序，簡單易行。
[0013]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法的流程示意圖；
圖2是本發(fā)明的貯存罐的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0016]本發(fā)明將傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的鎳鈷錳酸鋰材料時，不通過兩次燒成或加長保溫時間的方法，而在短暫的燒結(jié)后進行增氧后處理。選擇在對其包覆、復(fù)合等工藝過程時，進行增氧處理，使材料在較高的氧分壓(或純氧)條件下，進行進一步的完全反應(yīng)，補足缺少的氧，從而修復(fù)晶格，也使材料晶粒生長完全。通過該后處理方法修復(fù)的材料，其循環(huán)性能明顯改善，熱穩(wěn)定性和批次一致性有較大提高。
[0017]參見圖1所示，一種鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法，包括:
步驟101:將簡單已燒成鎳鈷錳酸鋰材料在回轉(zhuǎn)窯中加熱至720度。
[0018]步驟102:將加熱到720度后的鎳鈷錳酸鋰材料裝入到貯存罐中，該貯存罐可密閉，可通入氣體，可保溫，具體如圖2所示。該貯存罐I為罐體，2為保溫層，3為受動齒輪，4為氣壓表，5為進排氣口，6為罐蓋和7為驅(qū)動齒輪。
[0019]步驟103:蓋住和密封貯存罐，從進氣口向貯存罐通入純氧，直到貯存罐中氣壓達到2?4個大氣壓時，停止通入純氧。
[0020]步驟104:將貯存罐放入驅(qū)動轉(zhuǎn)輪上翻滾，其翻滾狀態(tài)下保持5小時以上，然后將貯存罐靜置，對鎳鈷錳酸鋰材料進行自然降溫。
[0021]步驟105:將鎳鈷錳酸鋰材料降溫至常溫后，釋放貯存罐的氣壓，打開貯存罐，取出材料。
[0022]步驟106:將取出后鎳鈷錳酸鋰材料放入到高速分散機中，并由高速分散機進行分散和篩分包裝，得到加工后的鎳鈷錳酸鋰材料。
[0023]下面介紹兩個具體例子來進行說明。
[0024]實施例1:常規(guī)高壓增氧
將簡單燒成的500Kg鎳鈷錳酸鋰在回轉(zhuǎn)窯中，加熱至720度；將加熱到720度后的材料裝入貯罐中，蓋好罐蓋，并充入純氧，至壓力達到3個大氣壓；將貯存罐放入驅(qū)動轉(zhuǎn)輪上翻轉(zhuǎn)5小時。然后靜置冷卻至室溫；從貯存罐中取出材料，進行分散、篩分和包裝。
[0025]實施例2:包覆工藝時高壓增氧
取簡單燒成的500Kg鎳鈷錳酸鋰，取納米級氫氧化鋁lKg，加入硼酸90g，在高速混料機中高速攪拌10分鐘，使物料混合均勻；將混合均勻的物料在回轉(zhuǎn)窯中加熱至700度，然后裝入貯存罐中，蓋好罐蓋，并充入純氧，至壓力達到2倍大氣壓；將貯存罐放入驅(qū)動轉(zhuǎn)輪上翻轉(zhuǎn)5小時，然后靜置冷卻至常溫；從貯存罐中取出材料，進行分散、篩分和包裝。
[0026]采用本發(fā)明的一種鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法，具有如下效果:
所得材料與傳統(tǒng)工藝相比，容量發(fā)揮更穩(wěn)定，循環(huán)性更佳。該工藝方法可將原有傳統(tǒng)工藝的燒成時間縮短。該工藝方法可與包覆工藝、復(fù)合工藝同時進行，不多增加工序，簡單易行。
[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括: 將已燒成鎳鈷錳酸鋰材料在回轉(zhuǎn)窯中加熱至720度； 將加熱到720度后的鎳鈷錳酸鋰材料裝入到貯存罐中； 蓋住和密封貯存罐，從進氣口向貯存罐通入純氧，直到貯存罐中氣壓達到2?4個大氣壓停止通入純氧； 翻滾貯存罐，并保持翻滾狀態(tài)5小時以上，將貯存罐靜置，對鎳鈷錳酸鋰材料進行自然降溫； 將鎳鈷錳酸鋰材料降溫至常溫后，釋放貯存罐的氣壓，打開貯存罐，取出鎳鈷錳酸鋰材料； 將取出后鎳鈷錳酸鋰材料放入到高速分散機中，由高速分散機進行分散和篩分包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述翻滾貯存罐，具體為:將貯存罐放入驅(qū)動轉(zhuǎn)輪上翻滾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述直到貯存罐中氣壓達到2?4個大氣壓時停止通入純氧，具體為:直到貯存罐中氣壓達到3個大氣壓時停止通入純氧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述，將已燒成鎳鈷錳酸鋰材料在回轉(zhuǎn)窯中加熱至720度，具體為: 取已燒成的鎳鈷錳酸鋰和納米級氫氧化鋁，并加入硼酸，在高速混料機中高速攪拌10分鐘，使物料混合均勻；將混合均勻的物料在回轉(zhuǎn)窯中加熱至700度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎳鈷錳酸鋰材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述直到貯存罐中氣壓達到2?4個大氣壓時停止通入純氧，具體為:直到貯存罐中氣壓達到2個大氣壓時停止通入純氧。
【文檔編號】H01M4/505GK104201375SQ201410468655
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】馬巖華 申請人:無錫晶石新型能源有限公司