[發明專利]一種離子雙摻雜鋰鎳錳氧材料制備法及產品、鋰離子電池

無效

• 申請號: 201310727327.4
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103700838A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 張雷;潘成嶺;胡勁松
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 王菊珍

1.一種離子雙摻雜鋰鎳錳氧材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）前驅體制備：將預先溶解完全的鎳鹽、錳鹽和摻雜離子鹽溶液加入檸檬酸和鋰鹽混合溶液中，其中Li⁺：Ni²⁺：Mn²⁺：檸檬酸的摩爾比為1：0.5：1.5：1.5，在溫度為50-95℃條件下充分混合后，加堿性物質調節混合液至中性，在中性環境下加熱攪拌2-8小時，獲得濕凝膠，在100-150℃高溫條件下真空干燥2-8小時得到干凝膠，研磨成前驅體粉體；

（2）粉體燒結：預燒結：在含氧氣氛下，逐漸升高前驅體粉體溫度，并保溫預燒結；燒結：再次升高溫度，進行高溫煅燒；降溫：煅燒后逐漸降溫退火，自然冷卻到室溫，獲得離子雙摻雜的LiNi_0.5Mn_1.5O₄正極材料。

2.一種離子雙摻雜鋰鎳錳氧材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中預燒結階段溫度升高速度為0.5℃/min～10℃/min，升溫至350℃～500℃，保溫預燒結時間為2小時～10小時；燒結階段溫度升高速度為1℃/min～10℃/min，升溫至700℃～900℃，保溫煅燒時間為2～24小時；降溫階段，降溫速度為1℃/min～10℃/min，降溫至500℃～700℃，退火時間為2～24小時。

3.如權利要求1或2所述的離子雙摻雜鋰鎳錳氧材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中摻雜離子鹽溶液為可溶性鉻鹽、鋁鹽、鎂鹽、鐵鹽任一一種和可溶性氟鹽混合溶液；其中可溶性鉻鹽為硝酸鉻、高氯酸鉻、硫酸鉻、氯化鉻中的任意一種；可溶性鋁鹽為硝酸鋁、鋁酸鈉、氟鋁酸鈉、氟鋁酸鉀、硫酸鋁、氯化鋁中的任意一種；可溶性鎂鹽為硝酸鎂、醋酸鎂、氯化鎂、硫酸鎂中的任意一種；可溶性鐵鹽為硝酸鐵、氯化鐵中的任意一種；可溶性氟鹽為氟化鉀、氟化鈉中的任意一種。

4.如權利要求1或2所述的離子雙摻雜鋰鎳錳氧材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中可溶性鎳鹽為硝酸鎳、醋酸鎳、硫酸鎳、氯化鎳中的任意一種；所述可溶性錳鹽為硝酸錳、醋酸錳、硫酸錳、氯化錳中的任意一種；所述可溶性鋰鹽為硝酸鋰、碳酸鋰、氫氧化鋰、醋酸鋰中的任意一種。

5.如權利要求1或2所述的離子雙摻雜鋰鎳錳氧材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中堿性物質為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氨水中的一種或幾種混合物。

6.如權利要求1或2所述的離子雙摻雜鋰鎳錳氧材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中含氧氣氛為空氣氣氛或氧氣氣氛。

7.如權利要求1或2所述的離子雙摻雜鋰鎳錳氧材料的制備方法，其特征在于：所述離子摻雜鹽占材料質量百分比為x，0%<x≤4%。

8.一種離子雙摻雜鋰鎳錳氧材料，其特征在于，其是通過權利要求1-7任一項所述方法制備得到的。

9.一種鋰離子電池，其特征在于，其正極含有權利要求8所述的離子雙摻雜鋰鎳錳氧材料。