[發明專利]一種高容量鋰離子電池三元正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410328727.2
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104157835B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 廖世軍;肖冠;宋慧宇;舒婷;任婉;郭文杰;曾建皇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M4/136
• 分類號: H01M4/136;H01M4/1397;H01M4/62
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種高容量鋰離子電池三元正極材料，其特征在于：所述正極材料組成為：Li_xNi_yCo_zMn_1-y-zO₂，其中1.2?≤?x＜?1.5,?0＜?y≤?0.5，0＜?z?≤?0.5，y+z＜?1；所述正極材料的XRD顆粒度為30-50nm；0.1C倍率下放電比容量為170?-?230mAh/g。

2.如權利要求1所述高容量鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將鎳鹽、鈷鹽以及錳鹽在去離子水中混合，配置成過渡金屬離子總濃度為0.5-5mol/L的混合鹽溶液a，其中鎳鹽：鈷鹽：錳鹽的摩爾比為y：z：1-y-z；其中0＜?y≤?0.5，0＜?z?≤?0.5，y+z＜?1；

步驟2：向溶液a中加入高分子有機物，得到溶液c；

步驟3：配制0.5-5mol/L的沉淀絡合劑溶液b，將溶液b加入到溶液c中，再加入計量的鋰化合物溶液，得到含鋰、鎳、鈷和錳混合物的漿料；或將計量的鋰化合物溶解于溶液b,?然后將添加有鋰化合物的溶液b在攪拌下加入溶液c中，得到含有鋰、鎳、鈷和錳的混合物漿料；所述鋰化合物加入量滿足步驟1所述過渡金屬離子與鋰離子的摩爾量比為1：（1.2-2）；?

步驟4：將步驟3所得到的含鋰、鎳、鈷和錳的漿料進行噴霧干燥，得到噴霧干燥物；

步驟5：將步驟4得到的噴霧干燥物在700-950℃下焙燒5-24h，自然冷卻至室溫，研磨后即得到具有層狀結構的鋰離子電池正極材料Li_xNi_yCo_zMn_1-y-zO₂，即一種高容量鋰離子電池三元正極材料。

3.如權利要求2所述高容量鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟1中所述鎳鹽包括乙酸鎳、硝酸鎳、氯化鎳或硫酸鎳中的一種或幾種混合鹽，所述鈷鹽包括乙酸鈷、硝酸鈷、氯化鈷或硫酸鈷中的一種或幾種混合鹽，所述錳鹽包括乙酸錳、硝酸錳、氯化錳或硫酸錳中的一種或幾種混合鹽。

4.如權利要求2所述高容量鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟2中所述高分子有機物包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸、明膠、阿拉伯膠或麥芽糊精中的一種或一種以上混合物;所述高分子有機物加入量為鋰化合物質量用量的10?%-?50%。

5.如權利要求2所述高容量鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟3中所述沉淀絡合劑為草酸、草酸銨、碳酸氫銨或碳酸銨中的一種或一種以上混合物。

6.如權利要求2所述高容量鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟4中所述鋰化合物為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、草酸鋰或乙酸鋰中的一種或一種以上混合物。

7.如權利要求2所述高容量鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟4中所述攪拌的溫度為20?-?90℃，攪拌時間為1-24h。

8.如權利要求2所述高容量鋰離子電池三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟5中所述的噴霧干燥溫度為100?-?250℃。