[發明專利]一種鋰離子電池正極材料鋰鎳錳鋁氧的制備方法

有效

• 申請號: 201310087191.5
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103117387A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 張新龍;王梁梁;陳亮;劉奇
• 申請（專利權）人: 南通瑞翔新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及屬儲能材料及電化學領域，尤其是一種鋰離子電池正極材料鋰鎳錳鋁氧的制備方法。。

背景技術

全球石油危機日益嚴重，全球的石油儲量僅可供人類使用40年，其中石油耗量最大的是汽車工業，而且汽車燃油排放大量的有害氣體也嚴重的污染了人類的生活環境。高速發展的中國汽車業對世界環境和能源的影響越來越大。為此，發展電動車和混合電動車是解決未來能源緊缺和環境惡化的主要方法之一。新型鋰離子電池屬于清潔能源領域，具有安全性好，循環性好，壽命長，無毒無污染等優點，另外，作為汽車用動力電池必須滿足以下要求：

(1)電池的放電曲線有高和較寬的平臺，以保證長時間工作時電壓穩定在高電壓水平下；

(2)電池有較高的能量密度及比功率，以保證工作周期長，可靠性高；

(3)能在較寬的溫度范圍內正常工作

(4)循環性能好，使用壽命長，充放電效率高，可進行快速充電；

(5)電池在任何情況下均能安全運行，不燃不爆；

(6)電池材料易得，價格便宜，電池易維護；

(7)電池的生產和使用不污染環境。鋰離子二次電池在很大程度上滿足了這些條件，使其成為動力電池和混合動力車車載動力的首選。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了彌補現有技術的不足，提供了一種鋰離子電池正極材料鋰鎳錳鋁氧的制備方法，該方法制備出的鋰鎳錳鋁氧晶體粒度分布均勻、晶體形貌規整，具有高容量性能、高安全性能，并具有良好的循環穩定性能。

本發明采用的技術方案：一種鋰離子電池正極材料鋰鎳錳鋁氧的制備方法，包括以下步驟：

a、以共沉淀法制備球形鎳錳鋁復合氧化物前驅體或球形鎳錳鋁復合碳酸鹽前驅體；

b、將所述前驅體單獨進行氧化煅燒處理，得到球形鎳錳鋁氧化物均勻共溶體；

c、將高價態的球形鎳錳鋁氧化物與鋰鹽均勻混合，在氧氣氣氛中高溫煅燒，冷卻后破碎得到鋰鎳錳鋁氧正極材料。

所述球形鎳錳鋁氧化物化學式為LimNi1-x-yMnxAlyO2，其中0.05＜X＜0.3，0＜y＜0.1，0.96＜m＜1.3。

所述步驟a中，以硫酸鎳、硫酸錳、和硫酸鋁為原料，按照Ni∶Mn∶Al摩爾比以共沉淀法制備鎳錳鋁復合氫氧化物前驅體。

所述步驟b中，所述預氧化煅燒的氣氛為氧氣。

所述步驟b中，所述預氧化煅燒處理溫度為500-650℃，處理時間為2～6h。

將鎳錳鋁復合氫氧化物前驅體置于馬弗爐中，以的速率升溫，在氧氣氣氛中氧化得到鎳錳鋁復合氧化物。

所述步驟c中，鎳錳鋁復合氧化物與鋰鹽按原子比的比例混合，以乙醇為球磨介質，球磨小時均勻，烘干后置于電阻爐中在氧氣氣氛中緩慢升溫到后，恒溫小時，自然冷卻，破碎，分級后得到產品。

所述鋰鹽為氫氧化鋰、碳酸鋰中的一種或數種。

有益效果：與現有技術相比，本發明所帶來的有益效果是：

合成材料的可逆比容量高，循環穩定性好，可逆比容量；

采用本發明的方法，可以得到高密度型球形前驅體及球形鋰鎳錳鋁氧正極材料，有利于提高鋰離子電池的體積能量密度，本發明制備的球形鋰鎳錳鋁氧正極材料顆粒分布均勻、放電比容量大，循環性能好，制備工藝簡單，成本低。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明：

實施例1：

(1)以硫酸鎳、硫酸錳、和硫酸鋁為原料，按照Ni∶Mn∶Al摩爾比80∶15∶5，通過共沉淀法制備球形鎳錳鋁的復合氫氧化物前驅體；

(2)將鎳錳鋁的復合氫氧化物前驅體置于電阻爐中，以8℃/min的速率升溫至300℃，保溫1小時，在氧氣氛中預氧化得到鎳錳鋁的復合氧化物LimNi1-x-yMnxAlyO2，x＝0.15，y＝0.05，m＝1.0；

(3)將鎳錳鋁的復合氧化物與氫氧化鋰按原子比nLi∶(nNi+nMn+nAl)＝10∶8的比例混合，以乙醇為球磨介質，球磨2小時均勻，烘干后置于電阻爐中在氧氣?氛中緩慢升溫到650℃后，恒溫12小時，自然冷卻、破碎、分級，即得到高鎳的鋰鎳錳鋁氧正極材料。

實施例2：

(1)以硫酸鎳、硫酸錳、和硫酸鋁為原料，按照Ni∶Mn∶Al摩爾比

83∶15∶2，通過共沉淀法制備球形鎳錳鋁的復合氫氧化物前驅體；