[發明專利]一種鋰離子電池高容量正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010266916.3
• 申請日: 2010-08-31
• 公開（公告）號: CN102386389A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 王萌;陳蘊博;陳林;左玲立
• 申請（專利權）人: 機械科學研究總院先進制造技術研究中心
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/505;H01M4/131;H01M4/1391
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鋰離子電池高容量正極材料，其特征是：鎳錳鈷鋰氧化物為富鋰型層狀結構，具有三維管狀有序結構，化學分子式為：xLi₂MnO₃·(1-x)Li[Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3]O₂，其中0＜x＜1。

2.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池高容量正極材料的制備方法，其特征在于采用模板技術制備，包括以下步驟：

(1)將模板材料均勻分散于水溶液中形成懸濁液；

(2)采用鎳、錳、鈷、鋰的可溶性鹽為原料，按正極材料鎳錳鈷鋰氧化物組分中鎳、錳、鈷、鋰的比例配制成鎳錳鈷鋰鹽的混合溶液；

(3)配制一定摩爾量的螯合劑，螯合劑與鎳離子+鈷離子+錳離子+鋰離子總和的摩爾比為0.5～2.5；

(4)將步驟(1)的懸濁液和步驟(2)配制的混合溶液同時均勻連續加入到反應器中，攪拌0.2～3小時；

(5)將步驟(3)配制的混合溶液均勻滴加到步驟(4)所制備出的混合懸濁溶液，用氨水將溶液的pH值調節為9～11，攪拌反應溫度為40～90℃，攪拌速度為1500～3000rpm，在此條件下攪拌至形成凝膠；

(6)凝膠經干燥后，在350～650℃下煅燒2～8小時；冷卻后研磨，在600～1000℃下煅燒5～16小時，冷卻研磨后過200目篩，得到最終產物。

3.如權利要求1的一種鋰離子電池高容量正極材料，其特征在于電極材料的納米線直徑為20nm～700nm。

4.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于使用的模板材料為絲瓜瓤、橡木炭、藤莖炭、燈芯草、竹炭、蛋白質膜、高粱桿或玉米桿芯。

5.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于所用的螯合劑是檸檬酸、聚乙烯醇400、聚乙二醇、蔗糖或淀粉。

6.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于所用的鎳鹽是乙酸鎳、硝酸鎳或草酸鎳。

7.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于所用的錳鹽是乙酸錳、硝酸錳或草酸錳。

8.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于所用的鈷鹽是乙酸鈷、硝酸鈷或草酸鈷。

9.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于所用的鋰鹽是乙酸鋰、硝酸鋰、草酸鋰、甲酸鋰、亞硝酸鋰或檸檬酸鋰。