[發明專利]一種核殼結構的高電壓鎳錳酸鋰正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410081429.8
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103794752A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 王振波;薛原;張音;玉富達;劉寶生;顧大明
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/505;H01M4/525
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1.一種核殼結構的高電壓鎳錳酸鋰正極材料，其特征在于所述高電壓鎳錳酸鋰正極材料為核殼結構，其核層材料為LiNi_0.5-xMn_1.5+xO₄，x為0.002~0.12，殼層材料為LiNi_0.5Mn_1.5O₄，殼層材料占核層材料的質量分數為2~30%。

2.根據權利要求1所述的一種核殼結構的高電壓鎳錳酸鋰正極材料，其特征在于所述殼層厚度為0.01~2μm。

3.一種核殼結構的高電壓鎳錳酸鋰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?=?1.5+x?:?0.5-x稱取錳源和鎳源，其中x為0.002~0.12，溶于去離子水得到溶液A，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，得到懸濁液B；

二、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C中金屬鹽摩爾比為1~2；

攪拌下向懸濁液B中同時滴加溶液C和溶液D，過濾后得到沉淀E；

三、按照LiNi_0.5-xMn_1.5+xO₄和LiNi_0.5Mn_1.5O₄計算Li的理論用量，將為理論用量1~1.1倍的鋰源與沉淀E混合得到前驅體；

四、將前驅體放入馬弗爐空氣氣氛中，在300~500℃下預燒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.根據權利要求3所述的核殼結構的高電壓鎳錳酸鋰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.根據權利要求3所述的核殼結構的高電壓鎳錳酸鋰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.根據權利要求3所述的核殼結構的高電壓鎳錳酸鋰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。

7.根據權利要求3所述的核殼結構的高電壓鎳錳酸鋰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。

8.根據權利要求3所述的核殼結構的高電壓鎳錳酸鋰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%。