[發(fā)明專利]一種核殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410081413.7
• 申請(qǐng)日: 2014-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN103811748A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王振波;薛原;玉富達(dá);張音;劉寶生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/505
• 分類號(hào): H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種核殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料，其特征在于所述鋰離子電池正極材料為核殼結(jié)構(gòu)，其核層材料為L(zhǎng)iNi_0.5Mn_1.5-xN_xO₄，其中x為0.002~0.12，N=Mo或Cr；殼層材料為L(zhǎng)iNi_0.5Mn_1.5O₄，殼層材料占核層材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2~20%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種核殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料，其特征在于所述殼層厚度為0.01~2μm。

3.一種權(quán)利要求1或2所述核殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于所述方法步驟如下：

一、按摩爾比Mn:Ni:N?=?1.5-x?:?0.5?:?x稱取錳源、鎳源和含N的化合物，其中x為0.002~0.12，溶于去離子水得到溶液A；

二、向溶液A中加入一定量的沉淀劑溶液，沉淀劑與金屬鹽摩爾比為1~2.5，得到懸濁液B；

三、按摩爾比Mn:Ni?=?3稱取錳源和鎳源，溶于去離子水得到溶液C；配制沉淀劑溶液D，其中沉淀劑與溶液C中金屬鹽摩爾比為1~2.5；攪拌下向懸濁液B中同時(shí)滴加溶液C和溶液D，過(guò)濾后得到沉淀E；

四、按照LiNi_0.5Mn_1.5-xN_xO₄和LiNi_0.5Mn_1.5O₄計(jì)算Li的理論用量，將為理論用量1~1.1倍的鋰源與沉淀E混合得到前驅(qū)體；

五、將前驅(qū)體放入馬弗爐空氣氣氛中，在300~500℃下預(yù)燒3~8?h，然后升溫至700~1000℃煅燒8~20?h，然后在600~700℃退火10~40?h，得到鎳錳酸鋰材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于所述錳源為氯化錳、硫酸錳、醋酸錳和硝酸錳中的一種或兩種的混合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于所述鎳源為氯化鎳、硫酸鎳、醋酸鎳和硝酸鎳中的一種或兩種的混合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核殼結(jié)構(gòu)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氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、甲酸鋰和醋酸鋰中的一種或多種的混合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于當(dāng)N為Mo時(shí)，所述含Mo的化合物為氯化鉬或硫酸鉬中。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于當(dāng)N為Cr時(shí)，所述含Cr的化合物為氯化鉻、硫酸鉻、醋酸鉻或硝酸鉻。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于所述沉淀劑為氫氧化鈉、氨水、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸銨和碳酸氫銨中的一種或兩種的混合物。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核殼結(jié)構(gòu)的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于所述溶液C中金屬鹽摩爾量為溶液A中的2~30%。