[發(fā)明專利]鋰鎳錳氧材料及其制備方法、含該材料的鋰離子電池無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210142422.3 | 申請日： | 2012-05-09 |
| 公開（公告）號： | CN102646825A | 公開（公告）日： | 2012-08-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉三兵 | 申請（專利權(quán)）人： | 奇瑞汽車股份有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/505 | 分類號： | H01M4/505;H01M4/525;H01M4/1391;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112 | 代理人： | 羅建民;鄧伯英 |
| 地址： | 241006 安徽*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鋰鎳錳氧 材料 及其 制備 方法 鋰離子電池 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰鎳錳氧材料及其制備方法、含該材料的鋰離子電池。
背景技術(shù)
近年來，隨著能源、環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻以及電子產(chǎn)品輕型化的要求，科研人員對鋰離子電池的研究不斷深入。由于商業(yè)化的鋰離子電池正極材料LiCoO2價格高、有毒性，科研人員一直努力尋找其替代品。錳酸鋰由于其價格低廉、無毒而倍受關(guān)注。而含有鎳的LiNi0.5Mn1.5O4充放電過程中主要存在4.7V的平臺，對應(yīng)Ni2+/Ni4+的氧化-還原過程，還有極小的4V平臺，對應(yīng)于Mn3+/Mn4+的氧化-還原過程。由于LiNi0.5Mn1.5O4的理論比容量可達(dá)到146.7mAh/g，有希望作為動力電池材料，成為當(dāng)今鋰離子電池材料研究的熱點(diǎn)。
目前LiNi0.5Mn1.5O4材料的制備方法有很多種，主要有固相法、共沉淀法、共沉淀-固相合成法、復(fù)合碳酸鹽法、溶膠-凝膠法、熔鹽法、乳液干燥法及超聲噴霧高溫分解法等。
在共沉淀-固相合成法中，共沉淀是通過沉淀劑將鎳前驅(qū)體、錳前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成共沉淀鎳錳復(fù)合物，例如Ni0.5Mn1.5(CO3)2、Ni0.5Mn1.5(OH)4等，該過程中影響鎳錳復(fù)合物生成的因素很多，例如：反應(yīng)物的選擇、沉淀劑的選擇、反應(yīng)過程的pH值，以及鎳錳復(fù)合物的高溫預(yù)處理等，這些處理工藝對獲得性能優(yōu)良的鎳錳復(fù)合物十分關(guān)鍵，并最終影響到電極材料的性能。固相合成步驟中原料的處理，例如：鎳錳復(fù)合物和鋰源的混合均勻性，以及燒結(jié)工藝的控制也是影響制備電極材料循環(huán)性能的重要因素。
中國專利申請?zhí)枺篊N201010045604.X，一種5V鋰離子電池正極材料LiNi0.5Mn1.5O4的合成方法，采用草酸鹽共沉淀-固相合成法合成LiNi0.5Mn1.5O4材料，0.1C倍率充放電，首次比容量為130mAh/g左右。
本發(fā)明通過選取適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)獲得了性能優(yōu)良的鎳錳復(fù)合物，并對鎳錳復(fù)合物進(jìn)行了高溫預(yù)處理，獲得了性能較好的鋰鎳錳氧材料，從而使鋰鎳錳氧材料和由其制備的鋰離子電池的比容量和循環(huán)性能得到較大提高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有共沉淀-固相合成法制得的鋰鎳錳氧材料和由其制備的鋰離子電池的比容量和循環(huán)性能低下的問題，提供一種鋰離子電池材料的制備方法。
解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種鋰鎳錳氧材料的制備方法，包括：
1）共沉淀制備鎳錳復(fù)合物步驟：
按物質(zhì)的量比例Ni︰Mn=1︰3配制鎳前驅(qū)體和錳前驅(qū)體的混合物水溶液，向混合物水溶液中加入堿性pH值調(diào)節(jié)劑，將pH值控制在10.1~10.5，得到前驅(qū)體Ni0.5Mn1.5(OH)4；
2）前驅(qū)體Ni0.5Mn1.5(OH)4預(yù)處理步驟：
將所述前驅(qū)體Ni0.5Mn1.5(OH)4以1~10℃/min的升溫速度加熱到400~600℃，保溫2~12h，進(jìn)行預(yù)處理，得到鎳錳氧化合物，按物質(zhì)的量比例Li︰Ni︰Mn=1.05～1.02︰0.5︰1.5將鋰源和鎳錳氧化合物混料得固體混合物，粉碎，得粉碎混合物；
3）固相合成步驟：
將步驟2）所得的粉碎混合物干燥，在含氧氣氛下燒結(jié)，以0.5~10℃/min的升溫速度加熱到800~950℃，煅燒2~24h；再以0.5~10℃/min的降溫速度降至500~700℃，退火2~24h，最后自然降溫至室溫，即得到鋰鎳錳氧材料。
優(yōu)選的是，所述的粉碎為球磨粉碎或研磨粉碎。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于奇瑞汽車股份有限公司，未經(jīng)奇瑞汽車股份有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201210142422.3/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
