[發明專利]一種鋰離子二次電池正極粉末材料的誘導結晶合成方法

有效

• 申請號: 201110101638.0
• 申請日: 2011-04-22
• 公開（公告）號: CN102208611A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 王明月
• 申請（專利權）人: 王明月
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鋰離子二次電池用正極粉末材料的誘導結晶合成方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)按金屬元素原子比n_Li∶(n_Mn+n_M)＝0.40～0.75，將含鋰化合物、含錳化合物、含摻雜元素的化合物或熔點在860℃以下的固體物質中的一種或幾種作為晶體生長的原料，加入固體粉末作為結晶基體；所述固體粉末的特征為主體具有Li_1+xMn_2-y-zM_zO_3-δ的組成通式，其中M為摻雜元素，-1≤x≤1；-1≤y≤2；y-x≤1；0≤z≤0.75；-0.5≤δ≤0.5，δ由金屬離子的價態確定以保持電中性；

(2)將上述物質進行均勻混合或結合，得到粉末原料；

(3)在含氧氣氛中，以600～1100℃的高溫下煅燒至少一次后，得到終產物即主體為尖晶石結構的鋰離子二次電池用正極粉末材料。

2.根據權利要求1所述一種鋰離子二次電池用正極粉末材料的誘導結晶合成方法，其特征在于所述步驟(1)中含鋰化合物為LiBO₂·2H₂O、LiOH·H₂O、Li₂CO₃、LiHCO₃、Li₂B₄O₇·5H₂O、Li₂SO₄·H₂O、Li₂SiO₃、LiCl·H₂O、LiF、LiBr·H₂O、LiNO₃、甲酸鋰、乙酸鋰、草酸鋰、乙二酸氫鋰、水楊酸鋰、酒石酸鋰、酸式酒石酸鋰、或檸檬酸鋰中的至少一種；

所述步驟(1)中含錳化合物為MnOOH、Mn(OH)₂、MnO₂、MnCO₃、Mn₂O₃、Mn₃O₄、MnCl₂·4H₂O、MnF₂、MnBr₂·4H₂O、MnI₂·4H₂O、Mn(NO₃)₂·6H₂O、MnSO₄·4H₂O、草酸錳、甲酸錳、乙酸錳或檸檬酸錳中的至少一種；

所述步驟(1)中的摻雜元素為Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Mo、W、Ni、Cu、Zn、Ba、Bi、Zr、Y、Sr、Ru、Rh、Pd、Cd、In、Sn、Sb、Ag、Pb、Ta、Hf、Re、Os、Ir、Au中的至少一種；

所述步驟(1)中熔點在860℃以下的固體物質為H₃BO₃、B₂O₃、Li₂MoO₄、Li₂WO₄、Bi₂O₃中至少一種。

3.根據權利要求1所述一種鋰離子二次電池用正極粉末材料的誘導結晶合成方法，其特征在于所述步驟(1)中的含摻雜元素的化合物為氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、堿式碳酸鹽、鹵化物、亞硫酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、甲酸鹽、乙酸鹽、水楊酸鹽或檸檬酸鹽中的至少一種。

4.根據權利要求1所述一種鋰離子二次電池用正極粉末材料的誘導結晶合成方法，其特征在于所述步驟(1)中固體粉末的特征為：主體屬于Li-Mn-O三元相圖中MnO-Li₂MnO₃-MnO₂-MnO區域中；主體結構屬于立方、四方或正交晶系中的至少一種；固體粉末的中粒徑(D50)為0.1～15μm。