[發(fā)明專利]一種鎳鈦錳基鋰離子電池正極材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710695203.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN107644984A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱偉;趙宇翔;張小洪;趙朔;李龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 重慶大學(xué)專利中心50201
• 代理人: 王翔

1.一種鎳鈦錳基鋰離子電池正極材料，其特征在于：所述正極材料的化學(xué)通式為LiNi_1-x-y-zTi_xMn_yM_zO₂；

其中：0.025≦x﹤0.2，0≦y﹤0.4，0≦z﹤0.05；

Ni組分的摩爾比為0.6～0.9，

M為Co、Cr、Nd、Fe、Cu中的一種或者幾種。

2.一種鎳鈦錳基鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)共沉積反應(yīng)制備鎳鈦錳前驅(qū)體

1.1)在反應(yīng)釜裝置中，將去離子水作為反應(yīng)底液，將TiO₂或H₂TiO₃在反應(yīng)底液中分散均勻，得到混合物A；

所述去離子水與TiO₂或H₂TiO₃的物質(zhì)的量比范圍為5︰1～10︰1；

1.2)在水中加入Ni和Mn的可溶性金屬鹽，溶解后得到混合溶液B；

所述可溶性金屬鹽包括硫酸鹽、硝酸鹽或氯化鹽；

所述Ni、Mn的物質(zhì)的量之和與水的物質(zhì)的量之比為1︰50～1︰100；

1.3)將沉淀劑和絡(luò)合劑混合，得到混合溶液C；

所述沉淀劑為氫氧化鈉溶液；

所述氫氧化鈉溶液的濃度范圍為0.5～7.5mol/L；

所述絡(luò)合劑包括氨水、碳酸氫銨、碳酸銨、檸檬酸或乙二胺四乙酸二鈉中的一種或幾種；

所述沉淀劑和絡(luò)合劑的摩爾比范圍為1︰0.5～1︰2；

所述混合溶液B中Ni和Mn的物質(zhì)量之和與所述沉淀劑中氫氧化鈉的物質(zhì)的量的比例為1︰2；

1.4)將步驟1.2)中得到的混合溶液B和步驟1.3)中得到的混合溶液C并滴到步驟1.1)得到的的混合物A中，在加熱和保護(hù)氣體的條件下，進(jìn)行共沉積反應(yīng)，得到前驅(qū)體產(chǎn)物；

所述步驟1.1)中的Ti、步驟1.2)中的Ni和Mn的比例按照通式LiNi_1-x-y-zTi_xMn_yM_zO₂計(jì)算，其中：0.025≦x﹤0.2，0≦y﹤0.4，0≦z﹤0.05；Ni組分的摩爾比為0.6～0.9；

所述加熱溫度范圍為40～80℃；

所述保護(hù)氣體包括Ar或N₂中的一種；

所述反應(yīng)時(shí)間為10～12h；所述反應(yīng)過程中的pH范圍為10.5～12.5；

1.5)將步驟1.4)中得到的前驅(qū)體產(chǎn)物進(jìn)行過濾、清洗后，得到鎳鈦錳前驅(qū)體；

2)將步驟1.5)中得到的鎳鈦錳前驅(qū)體進(jìn)行烘干、過篩后，與鋰源和M按化學(xué)計(jì)量比充分?jǐn)嚢杌旌希瑢⒌玫降幕旌衔镅b缽，在氧氣氣氛下高溫?zé)Y(jié)、破碎、過篩、通氣干燥后得到鎳鈦錳基鋰離子電池正極材料；

所述M為Co、Cr、Nd、Fe、Cu中的一種或者幾種；

所述高溫?zé)Y(jié)的時(shí)間范圍為10～30小時(shí)；

所述高溫?zé)Y(jié)的溫度范圍為600～1000℃。