[發明專利]一種異質核殼結構的高容量鋰電正極材料以及其制備方法

有效

• 申請號: 201410022847.X
• 申請日: 2014-01-18
• 公開（公告）號: CN103762353A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 張聯齊;王東閣
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

1.一種高容量的鋰離子電池正極材料，其特征在于：是以富鋰相材料為殼材料、以尖晶石相材料為核材料構成的具有核殼結構的層狀復合材料，其分子式為x[Li_1.5Ni_mMn_1-mO_2.5]-(1-x)[Li_0.5Ni_aMn_1-aO₂]，式中0.2≤x≤0.9?、0＜m≤1?、0＜a≤1。

2.一種如權利要求1所述異質核殼結構的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于步驟如下：

1）將NiSO₄·6H₂O和MnSO₄·H₂O混合后溶于去離子水中，制得濃度為2-4mol/L的混合鹽溶液；

2）在上述混合鹽溶液中攪拌條件下同時加入0.2M的氨水和2-4M的碳酸鈉溶液進行共沉淀反應，并通過控制碳酸鈉溶液和氨水的流速使混合液PH值為7-9，攪拌速度為300-800rpm，反應時間為20-30小時，靜置24h后，分離沉淀物并用去離子水洗滌沉淀物至中性，然后在爐溫80-200℃下烘干8-12h，得到碳酸錳鎳前驅體；

3）將上述前驅體與粉末狀鋰源混合均勻后，置于馬弗爐中進行焙燒，焙燒溫度為300-1200℃，焙燒時間8-30h，然后經冷卻、過篩，得到具有尖晶石結構粉體顆粒狀的核材料；

4）將上述核材料與Li₂CO₃混和均勻后，置于馬弗爐中進行焙燒，焙燒溫度為600-1200℃，焙燒時間為8-30h，即可得到高容量的鋰離子電池正極材料。

3.根據權利要求2所述異質核殼結構的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述混合鹽溶液與碳酸鈉溶液的摩爾比為1:1。

4.根據權利要求2所述異質核殼結構的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述鋰源為碳酸鋰或氫氧化鋰，碳酸錳鎳前驅體與鋰源的摩爾比為1：0.25。

5.根據權利要求2所述異質核殼結構的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述核材料與Li₂CO₃的摩爾比為0.1-0.45:1。