[發明專利]單晶三元正極材料ZnO/LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的制備方法

無效

• 申請號: 201310693367.1
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103700836A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 王聰
• 申請（專利權）人: 江蘇科捷鋰電池有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 鎮江京科專利商標代理有限公司 32107
• 代理人: 夏哲華

技術領域

本發明涉及鋰電極正極材料的制備方法，具體是一種單晶三元正極材料ZnO/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂的制備方法。

背景技術

作為鋰電池正極材料，普通LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料的高溫性能、安全性能和價格等方面均有優勢，但首次充放電效率不高，高充放電電壓下與電解液發生副反應，倍率性能較差；單晶LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料高溫性能較好，與電解液發生副反應減少，倍率性能較好，但充放電容量較低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠改善單晶LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料容量性能的單晶三元正極材料ZnO/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂的制備方法。

本發明的單晶三元正極材料ZnO/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂的制備方法包括以下步驟：

1）按Li:[Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3]=1.075的摩爾比稱取碳酸鋰和523型三元前軀體[Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3]，在球磨罐中混料；

2）混料后，在空氣氣氛中以2.5小時升到735℃,4.5小時升到980℃，980℃下保溫10小時的溫度曲線進行燒結；

3）取出后破碎，得到單晶LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料，作為半成品；

4）按半成品：氧化鋅=1000:3.842的摩爾比稱取各試劑，在球磨罐中混料；

5）混料后，在空氣氣氛中以2小時升到600℃，3.5小時升到800℃，800℃下保溫10小時的溫度曲線進行燒結；

6）取出后破碎，得到ZnO/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料。

本發明采用高溫固相法制備ZnO包覆改性的單晶LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正極材料，能夠有效提高單晶三元正極材料的容量，同時保持較好的倍率性能。

具體實施方式

本發明實施例的方法包括以下步驟：

1）按Li:[Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3]=1.075的摩爾比稱取碳酸鋰和523型三元前軀體[Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3]，在球磨罐中混料4小時；

2）混料后，在空氣氣氛中以2.5小時升到735℃,4.5小時升到980℃，980℃下保溫10小時的溫度曲線進行燒結；

3）取出后破碎，過200目篩，得到單晶LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料，作為半成品；

4）按半成品：氧化鋅=1000:3.842的摩爾比稱取各試劑，在球磨罐中混料3小時；

5）混料后，在空氣氣氛中以2小時升到600℃，3.5小時升到800℃，800℃下保溫10小時的溫度曲線進行燒結；

6）取出后破碎，過200目篩，得到ZnO/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料。

本發明實施例制得的產品特征檢測結果如下：

1、顆粒大小分布比較均勻，平均粒徑約為8μm；

2、用金屬鋰做參考電極，放電的平均電壓在3.7伏左右；

3、4.25V扣電0.2C初次放電容量約157mAh/g；

4、充放電性能。