[發明專利]一種高振實密度復合正極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310717542.6
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN104733706A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 柏祥濤;莊衛東;孫學義;沈雪玲;張超;盧世剛
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/50
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉秀青;熊國裕

1.一種高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)采用共沉淀法合成含鎳前驅體和MnO₂的復合物，其中，含鎳前驅體為不可溶性Ni鹽、或Ni和選自Co、Mn、Al中的至少一種元素所形成的不可溶性混合物；

2)含鎳前驅體和MnO₂的復合物與復配鋰源混合后進行熱處理得到高振實密度復合正極材料，其中，復配鋰源是由兩種鋰化合物形成的低溫共熔物。

2.根據權利要求1所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述復合正極材料的組成為xLiNi_aM_1-aO₂-(1-x)Li₂MnO₃-yMnO₂，其中，M為Mn、Co、Al中的至少一種，x、y表示摩爾比，并且滿足：0.35≤x≤0.75，0<y≤0.4，0<a≤1。

3.根據權利要求2所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述復合正極材料在采用CuKα射線的粉末X射線衍射測定中，衍射角20＝36.9±0.5°處的(101)衍射峰發生劈裂。

4.根據權利要求1所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述復配鋰源為LiCl-LiOH、LiNO₃-LiOH、LiCl-LiNO₃或LiOH-Li₂CO₃的低溫共熔物。

5.根據權利要求4所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述復配鋰源的成分組成為bLiCl-(1-b)LiOH、cLiNO₃-(1-c)LiOH、dLiCl-(1-d)LiNO₃或eLiOH-(1-e)Li₂CO₃，其中，b、c、d、e表示摩爾比，且0.35≤b≤0.40，0.4≤c<1.0，0<d≤0.5，0.65≤e≤0.80。

6.根據權利要求1所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中的熱處理工藝為三段焙燒工藝，焙燒制度為：第一段升溫速度為2～5℃/min，保溫溫度為150～430℃，保溫時間為5～8h；第二段升溫速度為2～5℃/min，保溫溫度為400～700℃，保溫時間為3～10h；第三段升溫速度為2～5℃/min，保溫溫度為800～1000℃，保溫時間為10～36h，然后隨爐冷卻。

7.根據權利要求1所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述共沉淀法為在含有可溶性鎳鹽、鈷鹽、錳鹽、鋁鹽中至少一種的溶液中加入含有氨水的堿液進行共沉淀反應，在共沉淀反應的同時加入MnO₂。

8.根據權利要求7所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性鎳鹽為氯化鎳、硫酸鎳和硝酸鎳中的至少一種。

9.根據權利要求7所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性鈷鹽為氯化鈷、硫酸鈷和硝酸鈷中的至少一種。

10.根據權利要求7所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性錳鹽為氯化錳、硫酸錳和硝酸錳中的至少一種。

11.根據權利要求7所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性鋁鹽為硝酸鋁和硫酸鋁中的至少一種。

12.根據權利要求7所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性鎳鹽、鈷鹽、錳鹽、鋁鹽中至少一種的溶液中金屬離子總濃度為1.0～3.0mol/L。

13.根據權利要求7所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述含有氨水的堿液為含氨水的氫氧化鈉溶液、或含氨水的碳酸鈉溶液。

14.根據權利要求13所述的高振實密度復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述含有氨水的堿液中氫氧化鈉或碳酸鈉的濃度為1.0～3.0mol/L，氨水的濃度為0.1～0.5mol/L。