[發明專利]一種四元鋰離子電池正極材料及制備方法

有效

• 申請號: 201310140912.4
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN103227322A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 王曉薇;張春麗
• 申請（專利權）人: 秦皇島科維克科技有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/1391
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

1.一種四元鋰離子電池正極材料，其特征是所述四元鋰離子電池正極材料的分子式是LiNi_0.8Co_0.15Al_0.03Mn_0.02O₂，室溫0.2C放電容量為180-185mAh/g，重量比能量為650-661Wh/Kg。

2.權利要求1的一種四元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征是包括如下步驟：

（1）制備球形模版乳液，按重量百分比稱取：礦物油5-8%，非離子表面活性劑10%-40%，消泡劑0.1%-1%，防腐劑0.01%-0.5%，余量為蒸餾水；混合攪拌1-5小時，得到乳白色液體；

（2）按摩爾比為80:15:3:2比例，將鎳鹽、鈷鹽、鋁鹽和錳鹽溶解于水中，制成鎳鹽、鈷鹽、鋁鹽和錳鹽之和的濃度為0.5～2mol/L的溶液；所述鎳鹽為硫酸鎳或硝酸鎳，所述鈷鹽為硫酸鈷或硝酸鈷，所述鋁鹽為硫酸鋁或硝酸鋁，所述錳鹽為硫酸錳或硝酸錳；

（3）按重量比為1：（10～20）的比例，將步驟（1）獲得的液體加入到步驟（2）獲得的溶液中，攪拌1～3小時；

（4）在攪拌下，用15～30小時，向步驟（3）獲得的液體中加入濃度為1～8mol/L的氫氧化鋰水溶液或氫氧化鈉水溶液，使pH值為10～13，使產生的(Ni_0.8Co_0.15Al_0.03Mn_0.02)(OH)₂均勻分層沉淀到球形模版表面，靜置24～48小時進行老化，形成球形的前驅體；

（5）將前驅體用pH為9～11的氨水充分洗滌，除去鋰離子或鈉離子，以及硫酸根離子或硝酸根離子，按1mol前驅體：100～1000毫升蒸餾水的比例，分散于蒸餾水中，按與鎳鹽的摩爾比為100:80的比例，加入氫氧化鋰，溶解均勻，噴霧干燥制成氫氧化鋰均勻包覆的前驅體；

（6）將步驟（5）獲得的氫氧化鋰均勻包覆的前驅體，在700～900℃恒溫煅燒12～48小時，恒溫階段氧氣的含量為40%-65%；以冷卻速度為3～10℃/分鐘的速度冷卻至室溫，經過氣流粉碎機粉碎，經過分級機分級，得到具有球形形貌的四元鋰離子電池正極材料LiNi_0.8Co_0.15Al_0.03Mn_0.02O₂。

3.根據權利要求2所述的一種四元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征是所述礦物油為10號機油或20號機油。

4.根據權利要求2所述的一種四元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征是所述非離子表面活性劑為：烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯。

5.根據權利要求2所述的一種四元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征是所述消泡劑為二甲基硅油。

6.根據權利要求2所述的一種四元鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征是所述防腐劑為山梨醇或苯甲酸。