[發明專利]電池正極材料LiNi0.5Mn1.5O4的制備方法

無效

• 申請號: 201210374561.9
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN102867951A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 范未峰;關鋒;王維利;符兵;沈怡;羅皞晨
• 申請（專利權）人: 成都興能新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

技術領域

本發明屬于電池材料領域，具體涉及電池正極材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄的制備方法。

背景技術

鎳錳酸鋰主要為尖晶石型鎳錳酸鋰，化學式可表示為LiNi_0.5Mn_1.5O₄，雖然現在有很多關于制備LiNi_0.5Mn_1.5O₄的方法，但這些研究大都處于實驗室階段，目前市場上還沒有實質意義上的正式生產。主要原因在于鎳錳酸鋰屬于三種金屬元素（鋰、鎳、錳）的復合氧化物，在合成上用常規方法難以實現各原料成分的均勻混合。

申請號為201110186663.3的中國專利公開了一種合成高振實密度尖晶石材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄的方法，其采用特定比例的鋰鹽、鎳鹽、錳鹽、助劑溶解在去離子水中，攪拌并加熱使之形成溶膠混合物，將溶膠在特定溫度下經特定時間預燒后得到初級產物，將初級產物在特定溫度下經特定時間高溫正式煅燒后得到最終產品，該方法中需要加入大量的助劑，特別是當助劑選擇尿素時，由于引人了碳成分，對材料的電化學性能產生不利影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種電池正極材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄的制備方法，該方法不會引入碳成分，解決現有的制備方法難以實現原料的均勻混合的問題。

本發明的技術方案為：電池正極材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄的制備方法，其特征在于：步驟如下：

a、將硝酸鎳、硝酸錳、硝酸鋰按照摩爾比為0.5︰1.5︰1.05～1.1溶解入去離子水中形成溶液，向溶液中加入適量的NH₄NO₃，攪拌均勻；

b、將步驟a制備的溶液進行超聲噴霧熱解，超聲頻率1.8～2MHz，熱解溫度950～990℃，得到粉體；

c、將步驟b得到的粉體在700～900℃條件下煅燒5～12小時即得成品。

優選地，本發明的電池正極材料鎳錳酸鋰的制備方法中，步驟a中加入的NH₄NO₃與硝酸鎳的摩爾比為0.005～0.05︰1。

優選地，本發明的電池正極材料鎳錳酸鋰的制備方法中，步驟b中所述的超聲頻率為1.9MHz，熱解溫度為980℃。

優選地，本發明的電池正極材料鎳錳酸鋰的制備方法中，步驟c中所述的煅燒溫度為890℃，煅燒時間為8小時。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

1、本發明采用鎳、錳、鋰的硝酸鹽為原料，以去離子水為溶劑，從而使原料以分子狀態混合，超聲噴霧熱解使原料混合得更加均勻，且簡化了制備步驟。

2、原料中硝酸鋰的摩爾比略大于1，可以補償高溫燒結過程中鋰鹽的損失。

3、在溶液中加入適量的NH₄NO₃，原料中不含碳成分；由于NH₄⁺的存在，在液滴熱分解過程中，更容易形成成核晶種。

4、本發明具有原料混合均勻、制備方法簡單的特點。

具體實施方式

實施例1

電池正極材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄的制備，

a、將硝酸鎳、硝酸錳、硝酸鋰按照摩爾比為0.5︰1.5︰1.05溶解入去離子水中形成溶液，向溶液中加入NH₄NO₃，NH₄NO₃與硝酸鎳的摩爾比為0.005︰1，攪拌均勻；

b、將步驟a制備的溶液進行超聲噴霧熱解，超聲頻率1.8MHz，熱解溫度950℃，得到粉體；

c、將步驟b得到的粉體在700℃條件下煅燒12小時即得成品。

實施例2

電池正極材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄的制備方法，