[發明專利]一種高容量層狀富鋰錳基氧化物的制備方法

有效

• 申請號: 201110276072.5
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102354741A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 劉兆平;賽喜雅勒圖;王軍;唐長林
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

1.一種高容量層狀富鋰錳基氧化物的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

a)將含鎳化合物、含錳化合物一、含鈷化合物與溶劑充分混合，得到溶液或懸濁液；所述含鎳化合物中鎳元素、所述含錳化合物中錳元素與所述含鈷化合物中鈷元素三者的摩爾比為α∶x∶β；

所述溶劑選自水、甲醇、乙醇和丙酮中的一種或多種；

b)向步驟a)中得到的溶液或懸濁液中加入沉淀劑，過濾后得到沉淀物；

所述沉淀劑選自堿金屬的氫氧化物溶液、堿金屬的碳酸鹽溶液或堿金屬的碳酸氫鹽溶液；

c)干燥步驟b)中得到的所述沉淀物，得到前驅體；

d)將步驟c)得到的所述前驅體、含錳化合物二、含摻雜元素M的化合物和含鋰化合物按照0.4∶0.4-δ∶δ∶1.2的比例混合均勻，得到混合粉末；

e)將步驟d)中所得到混合粉末置于400～700℃下恒溫0.1～12h，再于800℃～1050℃下恒溫0.1～30h即可制得表達式為Li[Li_0.2Mn_0.8-δ-α-βNi_αCo_βM_δ]O₂的超高容量錳系鋰過渡金屬復合氧化物；

上述各步驟中，0＜α≤0.4，0≤β≤0.4，x+α+β＝0.4且x≤α+β，α+β≤0.4，α、β不同時為零，0≤δ≤0.1；

所述的含摻雜元素M的化合物選自含Li化合物、含B化合物、含Mg化合物、含Al化合物、含Ga化合物、含Ti化合物、含V化合物、含Cr化合物、含Mn化合物、含Fe化合物、含Co化合物、含Ni化合物、含Zn化合物、含Zr化合物、含Nb化合物、含Mo化合物、含Ce化合物、含Nd化合物和含Dy化合物中的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的高容量層狀富鋰錳基氧化物的制備方法，其特征在于所述的含鋰化合物選自氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、硫酸鋰、乙酸鋰、氯化鋰或氧化鋰中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的高容量層狀富鋰錳基氧化物的制備方法，其特征在于步驟d)中所述前驅體、所述含錳化合物二、所述含摻雜元素M的化合物和所述含鋰化合物的混合采用機械攪拌、高能研磨、噴霧干燥、液相共沉淀、溶膠-凝膠或水熱方法中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的一種高容量層狀富鋰錳基氧化物的制備方法，其特征在于步驟e)中所述的干燥方式為常規電阻式加熱干燥方法和微波輻射加熱干燥方法中的一種或幾種，其中所述微波輻射加熱干燥方法中的微波頻率為0.915～28GHz。

5.根據權利要求1至4任一權利要求所述的高容量層狀富鋰錳基氧化物的制備方法，其特征在于：

0.01≤δ≤0.05；0.1≤α≤0.15；0.1≤β≤0.15。

6.根據權利要求5所述的高容量層狀富鋰錳基氧化物的制備方法，其特征在于所述含鎳化合物選自硫酸鎳、硝酸鎳、氯化鎳、乙酸鎳、一氧化鎳、三氧化二鎳和二氧化鎳中的一種或多種。

7.根據權利要求5所述的高容量層狀富鋰錳基氧化物的制備方法，其特征在于所述含錳化合物一、含錳化合物二選自硫酸錳、碳酸錳、硝酸錳、氯化錳、乙酸錳、二氧化錳、三氧化二錳和四氧化三錳中的一種或多種。

8.根據權利要求5所述的高容量層狀富鋰錳基氧化物的制備方法，其特征在于所述含鈷化合物為硫酸鈷、硝酸鈷、氯化鈷、乙酸鈷和四氧化三鈷中的一種或多種。