[發明專利]高容鋰離子電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710701916.3
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107482216B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 鐘卓洪
• 申請（專利權）人: 惠州拓邦電氣技術有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 張約宗;馮小梅

本發明涉及一種高容鋰離子電池正極材料及其制備方法，所述制備方法包括以下步驟：S1、將所有原料混合后，加入適量的水溶解，制成混合溶液，所述原料包括硝酸鋰、原料M和尿素，所述原料M為硝酸錳、硝酸鎳和硝酸鈷中的至少一種；所述原料的配比原理為：硝酸鋰和原料M中氮的總化合價與尿素中氮的總化合價之和為零；S2、將所述混合溶液在400～600℃下加熱至燃燒，得到泡沫狀粉體的點火產物；S3、將所述點火產物在800～950℃下回火處理16～24h，得到所述鋰離子電池正極材料。本發明高容鋰離子電池正極材料的制備方法步驟簡單易操作，且可用于大批量生產，采用該制備方法所制備的高容鋰離子電池正極材料具有相當高的比容量、電化學性能好和良好循環性能等特點。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，更具體地說，涉及一種高容鋰離子電池正極材料及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池具有諸多優點，不僅能為小型電子設備如移動電話、筆記本電腦、數碼相機、便攜式攝錄機、個人數據終端、便攜式醫療設備等提供電能，而且能為混合電車和電動汽車提供電能，還可以作為有效利用太陽能、風能、潮汐能等清潔能源發電的配套設備或裝置，起蓄電和平衡荷載作用。由于財政補貼對于新能源汽車的推廣有著舉足輕重的意義，隨著電池技術的不斷成熟和國家扶持政策的不斷完善，覆蓋混合動力汽車與傳統汽車間的差價已經實現，甚至比傳統汽車的價格更低的電動汽車也有望實現。

然而，目前商業化汽車電池所采用的最成熟也最普遍正極材料為磷酸鐵鋰和三元材料，磷酸鐵鋰具有較高的安全性能，但是能量密度較低；而三元材料具有能量密度較高的優勢，但含有較昂貴的稀有金屬-鈷，成本較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種高容鋰離子電池正極材料及其制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種高容鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將所有原料混合后，加入適量的水溶解，制成混合溶液，所述原料包括硝酸鋰、原料M和尿素，所述原料M為硝酸錳、硝酸鎳和硝酸鈷中的至少一種；所述原料的配比原理為：硝酸鋰和原料M中氮的總化合價與尿素中氮的總化合價之和為零；

S2、將所述混合溶液在400～600℃下加熱至燃燒，得到泡沫狀粉體的點火產物；

S3、將所述點火產物在800～950℃下回火處理16～24h，得到鋰離子電池正極材料。

優選地，所述原料M包括硝酸錳和硝酸鎳；

所述步驟S1中，所述原料按摩爾比為硝酸鋰：硝酸錳：硝酸鎳：尿素＝2:1:0.5:4.17的比例混合。

優選地，所述步驟S2包括：

將所述混合溶液在400～600℃下加熱至燃燒，得到泡沫狀疏松粉體；

將所述泡沫狀疏松粉體研磨后過100目篩，得到所述點火產物。

優選地，所述步驟S2中，將所述混合溶液放入預先加熱到400～600℃的馬弗爐中，加熱至燃燒后，得到所述點火產物。

優選地，所述步驟S2包括：

將所述混合溶液放入預先加熱到400～600℃的馬弗爐中，燃燒得到泡沫狀疏松粉體；

將所述泡沫狀疏松粉體研磨后過100目篩，得到所述點火產物。

優選地，所述步驟S2中的加熱溫度為500℃。

優選地，所述步驟S3包括：將所述點火產物在800～950℃下回火處理16～ 24h，研磨后過300目篩，得到所述鋰離子電池正極材料。