[發(fā)明專利]部分溶解法制備鋰鎳錳鈷體系富鋰固溶體正極材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210391643.4
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102881893A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 童慶松;肖斌;周惠;蔡斌;黃娟;姜祥祥;韓銘
• 申請（專利權(quán)）人: 福建師范大學
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 福州君誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

1.部分溶解法制備鋰鎳錳鈷體系富鋰固溶體正極材料的方法,其特征在于制備過程由以下步驟組成：

(1)按照鋰離子、鎳離子、錳離子、鈷離子的摩爾比為?(1.1+0.9·x)?:?(1-x)·y?:?(x+z-x·z)?:?(1-x)?·k分別稱取鋰的化合物、鎳的化合物、錳的化合物和鈷的化合物；按照下列摩爾取值范圍稱取有機弱酸：(x+z-x·z)≤?有機弱酸摩爾數(shù)≤x+(1-x)·(z+y+k);所述的x、y、z和k的取值范圍同時滿足以下計算式和取值范圍：2·y+4·z+3·k-2.9=0，?0.25≤x≤0.70,?0.05≤y≤0.7,?0.175≤z≤0.625,?0.05≤k≤0.30；

(2)?按照步驟（1）所述的摩爾比，將稱取的鎳的化合物、錳的化合物和鈷的化合物混合，加入固體總體積的1/10倍至8倍體積的濕磨介質(zhì)，再加入有機弱酸，濕磨混合3小時～15小時，再加入鋰的化合物，濕磨混合3小時～15小時，制得前驅(qū)物1；將前驅(qū)物1用真空干燥或噴霧干燥的方法制備干燥的前驅(qū)物2；將前驅(qū)物2置于空氣、富氧氣體或純氧氣氛中,采用兩段燒結(jié)法制備組成為xLi₂MnO₃·(1-x)Li[Li_0.1Ni_yMn_zCo_k]O₂的富鋰固溶體正極材料；

所述的兩段燒結(jié)法如下進行:?將干燥的前驅(qū)物2置于空氣、富氧氣體或純氧氣氛中，在300℃～550℃溫度區(qū)間的任一溫度燒結(jié)3小時～15小時,接著置于另一燒結(jié)爐中，在空氣、富氧氣體或純氧氣氛中于800℃～1050℃溫度區(qū)間的任一溫度燒結(jié)3小時～24小時,制備富鋰固溶體正極材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分溶解法制備鋰鎳錳鈷體系富鋰固溶體正極材料的方法,其特征在于所述的有機弱酸為二氯乙酸、氨基乙酸、一氯乙酸、乳酸、甲酸、乙酸、蘋果酸或葡萄糖酸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分溶解法制備鋰鎳錳鈷體系富鋰固溶體正極材料的方法,其特征在于所述的鎳的化合物為碳酸鎳或堿式碳酸鎳，或碳酸鎳與堿式碳酸鎳的任意比例的混合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分溶解法制備鋰鎳錳鈷體系富鋰固溶體正極材料的方法,其特征在于所述的錳的化合物為碳酸錳或堿式碳酸錳，或碳酸錳與堿式碳酸錳的任意比例的混合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分溶解法制備鋰鎳錳鈷體系富鋰固溶體正極材料的方法,其特征在于所述的鈷的化合物為碳酸鈷、草酸鈷或堿式碳酸鈷，或碳酸鈷與堿式碳酸鈷的任意比例的混合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分溶解法制備鋰鎳錳鈷體系富鋰固溶體正極材料的方法,其特征在于所述的真空干燥是在80℃～280℃溫度區(qū)間的任一溫度，將前驅(qū)物1在介于10Pa?～?10132Pa壓力區(qū)間的任一壓力真空干燥，制備前驅(qū)物2。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分溶解法制備鋰鎳錳鈷體系富鋰固溶體正極材料的方法,其特征在于所述的噴霧干燥法是在110℃～280℃溫度區(qū)間的任一溫度，采用噴霧干燥機制備干燥的前驅(qū)物2。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分溶解法制備鋰鎳錳鈷體系富鋰固溶體正極材料的方法,其特征在于所述的濕磨介質(zhì)為去離子水、蒸餾水、乙醇、丙酮、甲醇或甲醛；所述的富氧氣體是氧氣體積含量大于21%且小于100%之間的氣體。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分溶解法制備鋰鎳錳鈷體系富鋰固溶體正極材料的方法,其特征在于所述的濕磨設備包括普通球磨機、超能球磨機或濕磨機。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部分溶解法制備鋰鎳錳鈷體系富鋰固溶體正極材料的方法,其特征在于所述的鋰的化合物為碳酸鋰、氫氧化鋰或堿式碳酸鋰，或其任意比例的混合物。