[發明專利]一種實心球形多重環狀富鋰錳基固溶體正極材料氧化物前驅體的制備方法

有效

• 申請號: 201910723828.2
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110233257B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 許保磊;吳春萍;李薦;劉蘭英;李娜;楊伏良
• 申請（專利權）人: 湖南省正源儲能材料與器件研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種實心球形多重環狀富鋰錳基固溶體正極材料氧化物前驅體的制備方法，其特征在于所述制備方法步驟如下：

(1)制備金屬鹽溶液、沉淀劑溶液和絡合劑溶液：將錳鹽、鈷鹽和鎳鹽與水混合并溶解得到所述金屬鹽溶液；將沉淀劑溶于水中溶解得到所述沉淀劑溶液；將絡合劑溶于水中溶解，得到絡合劑溶液；

(2)將所述金屬鹽溶液、沉淀劑溶液、絡合劑溶液加入反應器內進行液-液共沉淀反應，得到沉淀物；

(3)將步驟(2)所得沉淀物進行過濾處理，得到過濾后的沉淀物；

(4)將步驟(3)所述過濾后的沉淀物進行清洗和真空干燥處理，得到共沉淀前驅體；

(5)將步驟(4)所得共沉淀前驅體從室溫以間隔升降溫方式最終升到500～700℃后保溫3～12小時，得到多重環狀結構氧化物前驅體，其中升降溫過程分為多次，每次升降溫速率互不相同，間隔升降溫次數和速率與最終所得環狀結構的層數相對應。

2.根據權利要求1所述一種實心球形多重環狀富鋰錳基固溶體正極材料氧化物前驅體的制備方法，其特征在于：在步驟(1)中，所述錳鹽為硝酸錳、乙酸錳、氯化錳和硫酸錳中的一種或多種；所述鎳鹽為硝酸鎳、乙酸鎳、氯化鎳和硫酸鎳中的一種或多種；所述鈷鹽為硝酸鈷、乙酸鈷、氯化鈷和硫酸鈷中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述一種實心球形多重環狀富鋰錳基固溶體正極材料氧化物前驅體的制備方法，其特征在于：在步驟(1)中，所述金屬鹽溶液中，金屬陽離子濃度為0.01mol/L～2.0mol/L。

4.根據權利要求1所述一種實心球形多重環狀富鋰錳基固溶體正極材料氧化物前驅體的制備方法，其特征在于：在步驟(1)中，所述沉淀劑為Na₂CO₃、NaHCO₃、K₂CO₃、KHCO₃中的一種或多種，所述沉淀劑的濃度為0.01mol/L～2.5mol/L；所述絡合劑為氨水、碳酸氫銨或碳酸銨中的一種或多種，所述絡合劑的濃度為0.01mol/L～2.5mol/L。

5.根據權利要求1所述一種實心球形多重環狀富鋰錳基固溶體正極材料氧化物前驅體的制備方法，其特征在于：在步驟(2)中，所述液-液共沉淀反應條件為：溫度為20～60℃；反應體系的pH值為7～12；攪拌速率為300～2000轉/分；反應時間為2～24h，保護氣氛為N₂氣或Ar氣中的一種或兩種。

6.根據權利要求1所述一種實心球形多重環狀富鋰錳基固溶體正極材料氧化物前驅體的制備方法，其特征在于：在步驟(4)中所述的真空干燥處理條件為：溫度為80～110℃，時間為2～12小時。

7.根據權利要求1所述一種實心球形多重環狀富鋰錳基固溶體正極材料氧化物前驅體的制備方法，其特征在于：所述共沉淀前驅體和氧化物前驅體均為球形；所述共沉淀前驅體直徑為1～5μm；所述多重環狀氧化物前驅體直徑為1～10μm。

8.根據權利要求1所述一種實心球形多重環狀富鋰錳基固溶體正極材料氧化物前驅體的制備方法，其特征在于：在步驟(5)中，所述間隔升降溫方式具體為：以2.5～30℃/min的升溫速率升到某一溫度，保溫0.5～2小時后以2.5～30℃/min的降溫速率將溫度下降100℃繼續保溫0.5～2小時，完成一次間隔升降溫程序。