[發明專利]尖晶石鎳錳基氧化物正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110428113.8
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102683668A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 夏永高;劉兆平;賽喜雅勒圖
• 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: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

1.一種尖晶石鎳錳基氧化物正極材料，具有式(I)所示的原子比組成：

Li_aM_x+yNi_0.5-yMn_1.5-xO₄；

(I)；

其中，0.9≤a≤1.1，0≤x≤0.2，0≤y≤0.1；

M為Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Nb、Ag、Sn、Ce、Nd、Ta、W、Pt和Au中的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料的一次粒子具有多面體形貌，其結晶面數量為n，12≤n≤130。

3.根據權利要求2所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料的一次粒子的直徑為0.5μm～20μm。

4.一種尖晶石鎳錳基氧化物正極材料的制備方法，包括以下步驟：

a)將含錳化合物、含鎳化合物、含鋰化合物和含M化合物混合均勻后預處理，冷卻研磨后得到鎳錳基氧化物前驅體；所述含M化合物為含Mg化合物、含Al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Cu化合物、含Zr化合物、含Nb化合物、含Ag化合物、含Sn化合物、含Ce化合物、含Nd化合物、含Ta化合物、含W化合物、含Pt化合物和含Au化合物中的一種或多種；

b)將所述步驟a)得到的鎳錳基氧化物前驅體焙燒，冷卻研磨后得到固體粉末；

c)將所述步驟b)得到的固體粉末進行退火處理，冷卻研磨后得到尖晶石鎳錳基氧化物正極材料。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述含鋰化合物為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰和草酸鋰中的一種或多種。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述含錳化合物為碳酸錳、硝酸錳、草酸錳、二氧化錳、三氧化二錳和四氧化三錳中的一種或多種。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述含鎳化合物為氫氧化鎳、碳酸鎳、硝酸鎳、草酸鎳、氧化鎳、二氧化鎳和三氧化二鎳中的一種或多種。

8.根據權利要求4～7任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中，所述預處理的溫度為300℃～800℃，所述預處理的時間為1h～10h。

9.根據權利要求4～7任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b)中，所述焙燒的溫度為750℃～1200℃，所述焙燒的時間為1h～48h。

10.根據權利要求4～7任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟c)中，所述退火的溫度為400℃～800℃，所述退火的時間為1h～12h。