[發(fā)明專利]一種類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰及制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310043005.8
• 申請(qǐng)日: 2013-02-04
• 公開（公告）號(hào): CN103280569A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉劍洪;卓海濤;何傳新;張黔玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉劍洪
• 主分類號(hào): H01M4/505
• 分類號(hào): H01M4/505;H01M4/525;H01M4/131;H01M4/62
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

1.一種類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰的制備方法包括以下步驟：

將液態(tài)丙烯腈低聚物溶液在80~300℃下攪拌8-72小時(shí)，形成微環(huán)化的液態(tài)丙烯腈低聚物溶液；將層狀鎳錳酸鋰粉末加入到微環(huán)化的液態(tài)丙烯腈低聚物溶液中，混合均勻；攪拌后，在80℃下蒸發(fā)完全；在220℃下，充分交聯(lián)；最后在空氣氣氛下馬弗爐中750~900℃煅燒5-40小時(shí)，得到所述類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述液態(tài)丙烯腈低聚物溶液與層狀鎳錳酸鋰粉末之間的質(zhì)量比為(0.01-0.8):1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述層狀鎳錳酸鋰粉末為Li[(Ni_yMn_1-y)_1-cLi_c]O₂，其中，y的范圍為0-1?，c的范圍為0-0.5。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述層狀鎳錳酸鋰粉末是采用以下方法制得：

A.用Ni(NO₃)₂和Mn(NO₃)₂為前驅(qū)體，采用共沉淀法得到沉淀物后，在空氣氣氛干燥，得到混合過渡金屬氫氧化合物前驅(qū)體[Ni_yMn_1-y](OH)₂；

B.在室溫下將一定摩爾比的M_a(OH)_b、[Ni_yMn_1-y](OH)₂原料充分研磨，混合均勻；在空氣氣氛中進(jìn)行第一次燒結(jié)、冷卻、研磨后，再在馬弗爐中進(jìn)行第二次燒結(jié)、冷卻、研磨，得到產(chǎn)物富鋰層狀化合物L(fēng)i[(Ni_yMn_1-y)_1-cLi_c]O₂正極材料；

其中，所述Ni(NO₃)₂和Mn(NO₃)₂之間的摩爾比為1.1-10；

所述M_a(OH)_b和[Ni_yMn_1-y](OH)₂之間的摩爾比為?(1.1-2.0):1；

所述M_a(OH)_b中M為Li、Na、K或Ca，a的范圍為1-2，b的范圍為1-2。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述步驟A中，所述采用共沉淀法得到沉淀物的過程是將Ni(NO₃)₂和Mn(NO₃)₂混合溶液加入到M_a(OH)_b溶液中得到沉淀物。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述步驟A中，所述干燥過程中溫度是150-300℃，時(shí)間為10-20小時(shí)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述步驟B中，所述第一次燒結(jié)溫度是400-600℃，時(shí)間為2-6小時(shí)；第二次燒結(jié)溫度是500-1200℃，時(shí)間為5-40小時(shí)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰的制備方法，其特征在于，所述液態(tài)丙烯腈低聚物溶液所用的溶質(zhì)為液態(tài)丙烯腈低聚物，所述液態(tài)丙烯腈低聚物的相對(duì)分子量為106~100000；所用的溶劑為水、甲醇或乙醇中的一種或兩種組合；所述液態(tài)丙烯腈低聚物溶液的濃度為0.1～100％。

9.一種類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰，其特征在于，所述類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰是采用如權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰的制備方法制備得到的。

10.一種如權(quán)利要求9所述的類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰，其特征在于，將所述類石墨烯包覆富鋰層狀鎳錳酸鋰用于制備鋰離子電池正極材料。