[發(fā)明專利]一種低成本鋰離子電池正極材料的制備工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811083309.6
• 申請(qǐng)日: 2018-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN109671947A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂京美;馮彤英;陳釗榮;邢夢(mèng)緣;鄧日豪;楊朔;郭子喬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)珠海學(xué)院
• 主分類號(hào): H01M4/505
• 分類號(hào): H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種低成本鋰離子電池正極材料的制備工藝，具體步驟如下：步驟一，選擇錳鹽和鎳鹽的混合溶液以及沉淀劑，然后向反應(yīng)釜中加入錳鹽和鎳鹽的混合溶液以及沉淀劑并且在水浴恒溫混合，得到混合共沉淀前驅(qū)體，再進(jìn)行陳化、抽濾、烘干即得到前驅(qū)體；步驟二，將前驅(qū)體研磨精細(xì)后放于馬弗爐中，馬弗爐升溫至預(yù)燒溫度進(jìn)行預(yù)燒，得到半成品；步驟三，將半成品與鋰鹽混合，繼續(xù)升溫并且燒結(jié)，然后進(jìn)行退火，自然冷卻至室溫即得到成品。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，采用共沉淀法與高溫固相燒結(jié)法，獲得純度較高的成品，達(dá)到成為高比容量、循環(huán)穩(wěn)定、性能優(yōu)良的鋰電子電池的正極材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體是一種低成本鋰離子電池正極材料的制備工藝。

背景技術(shù)

由于以石油和煤為主的化石燃料的不斷消耗，以及對(duì)于環(huán)境污染的不斷加重，如當(dāng)前的霧霾天氣以及汽車尾氣已經(jīng)成為人類健康的頭號(hào)殺手等，已經(jīng)嚴(yán)重影響人類健康和生存環(huán)境。越來越多的人將目光投向新能源技術(shù)，開發(fā)新能源成為眾多國家的能源戰(zhàn)略重點(diǎn)，鋰電池是其中的一個(gè)重要方向，鋰離子電池以其優(yōu)異的性能正成為最有潛力的動(dòng)力源之一。

鋰離子電池是一類由嵌鋰化合物為正、負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池，與鉛酸、鎳鎘、鎳氫等傳統(tǒng)的二次電池相比，鋰離子電池具有工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、容量密度高、無記憶效應(yīng)、無污染，以及自放電小、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，逐漸取代了傳統(tǒng)的鉛酸電池等化學(xué)電源。特別是隨著能源與環(huán)境問題的日益凸顯，鋰離子電池得到了越來越多的重視。

鋰離子電池包括正極材料和負(fù)極材料，目前人們?cè)谥苽滗囯x子電池的正極材料時(shí)，制備工藝復(fù)雜，制備成本高，這就為鋰離子電池的廣泛應(yīng)用帶來了阻力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低成本鋰離子電池正極材料的制備工藝，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種低成本鋰離子電池正極材料的制備工藝，具體步驟如下：

步驟一，選擇錳鹽和鎳鹽的混合溶液以及沉淀劑，然后向反應(yīng)釜中加入錳鹽和鎳鹽的混合溶液以及沉淀劑并且在水浴恒溫混合，得到混合共沉淀前驅(qū)體，再進(jìn)行陳化、抽濾、低溫烘干即得到前驅(qū)體；

步驟二，將前驅(qū)體研磨精細(xì)后放于馬弗爐中，馬弗爐升溫至預(yù)燒溫度進(jìn)行預(yù)燒，得到半成品；

步驟三，將半成品與鋰鹽混合，繼續(xù)升溫并且燒結(jié)，然后進(jìn)行退火，自然冷卻至室溫即得到成品。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟一中錳鹽和鎳鹽的混合溶液中錳和鎳的摩爾之比為3:1，步驟三中半成品與鋰鹽混合時(shí)鎳、錳和鋰的摩爾之比為1:3:2。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟一中混合的方式為沉淀劑和錳鹽和鎳鹽的混合溶液以相同速度滴加、將沉淀劑滴入錳鹽和鎳鹽的混合溶液中、將錳鹽和鎳鹽的混合溶液滴入沉淀劑中以及沉淀劑與錳鹽和鎳鹽的混合溶液快速倒入中的任意一種。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：沉淀劑為碳酸鈉或者碳酸氫銨中的至少一種。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟一中水浴溫度為50-58攝氏度，陳化時(shí)間為2-3小時(shí)，低溫烘干的溫度為80-100攝氏度。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟二中預(yù)燒溫度為420攝氏度，預(yù)燒時(shí)間為6小時(shí)，馬弗爐升溫至預(yù)燒溫度的升溫速率為2攝氏度/分鐘。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟三中燒結(jié)溫度為900攝氏度，燒結(jié)時(shí)間為24小時(shí)，退火溫度為600攝氏度，退火時(shí)間為8小時(shí)。