[發明專利]一種鎳鈷錳酸鋰改性材料及其制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201410325663.0
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104134790A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 劉三兵;梅周盛;朱廣燕;陳效華
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 江崇玉

1.一種鎳鈷錳酸鋰改性材料，包括：鎳鈷錳酸鋰或摻雜金屬離子的鎳鈷錳酸鋰，以及包覆在所述鎳鈷錳酸鋰或摻雜金屬離子的鎳鈷錳酸鋰表面的LiMn_2-aM_aO₄，所述LiMn_2-aM_aO₄中，0＜a＜1.2，M選自Cr、Co、Ni、Cu、Fe、Mo或V。

2.根據權利要求1所述的鎳鈷錳酸鋰改性材料，其特征在于，所述LiMn_2-aM_aO₄為尖晶石型結構，

所述LiMn_2-aM_aO₄占所述鎳鈷錳酸鋰改性材料的質量百分比為0.1％-10％。

3.根據權利要求1所述的鎳鈷錳酸鋰改性材料，其特征在于，所述鎳鈷錳酸鋰改性材料的中位徑D50為3-20μm，所述鎳鈷錳酸鋰改性材料的比表面積為0.15-1.0m²/g。

4.一種權利要求1-3任一項所述的鎳鈷錳酸鋰改性材料在制備鋰離子電池中的應用。

5.一種權利要求1-3任一項所述的鎳鈷錳酸鋰改性材料的制備方法，包括：

步驟a、按照化學式LiMn_2-aM_aO₄的化學計量比，配制Mn鹽及M鹽的混合物的水溶液，

所述LiMn_2-aM_aO₄中，0＜a＜1.2，M選自Cr、Co、Ni、Cu、Fe、Mo或V；

步驟b、向所述Mn鹽及M鹽的混合物的水溶液中加入鎳鈷錳酸鋰或摻雜金屬離子的鎳鈷錳酸鋰，攪拌均勻后，再加入沉淀劑，使Mn離子及M離子沉淀，分離并獲取沉淀物；

步驟c、按照所述化學式LiMn_2-aM_aO₄的化學計量比，將所述沉淀物與鋰源混合均勻，并在含氧氣氛中進行煅燒，得到所述鎳鈷錳酸鋰改性材料。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟a中，所述Mn鹽選自硝酸錳、醋酸錳、硫酸錳、氯化錳中的至少一種；

所述步驟a中，所述M鹽選自Cr、Co、Ni、Cu、Fe、Mo或V的硝酸鹽、硫酸鹽和鹽酸鹽中的至少一種。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟b中，所述沉淀劑選自氫氧化鈉和/或氫氧化鉀，或者碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銨中的至少一種，或者草酸。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟c包括：按照所述化學式LiMn_2-aM_aO₄的化學計量比，將所述沉淀物與鋰源混合均勻，得到混合固體，并在含氧氣氛中，以1-10℃/min的升溫速度將所述混合固體加熱到620-720℃，保溫2-10h；然后以1-10℃/min的升溫速度再次將所述混合固體加熱到750-950℃，煅燒3-24h；然后以0.1-10℃/min的降溫速度將所述混合固體降溫至700-740℃，退火5-24h；然后以0.1-10℃/min的降溫速度再次將所述混合固體降溫至600-700℃，退火3～24h；最后自然降溫至室溫，得到所述鎳鈷錳酸鋰改性材料。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述鋰源選自碳酸鋰、氫氧化鋰、醋酸鋰、硝酸鋰、氯化鋰中的至少一種。

10.根據權利要求5-9任一項所述的方法，其特征在于，所述含氧氣氛中，氧的體積分數≥21％。