[發明專利]一種球形富鋰三元正極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910759194.6
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110589904A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 劉杰;張揚;何瑤;陳令;鄭勝軍;王德齊
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 32203 南京理工大學專利中心
• 代理人: 趙毅

本發明公開了一種球形富鋰三元正極材料的制備方法，該方法將Ni、Co和Mn鹽溶解于去離子水和乙二醇的混合溶劑中，磁力攪拌使其充分溶解，得到澄清溶液A；溶液A轉移至反應釜中，進行加熱反應；得到碳酸鹽前驅體沉淀，過濾，用去離子水和乙醇溶液洗滌三次；將碳酸鹽前驅體真空干燥；得到干燥的碳酸鹽前驅體，將其與碳酸鋰混合均勻；最后將混合物放入馬弗爐450℃下預燒，再于900℃下煅燒，冷卻至室溫，即可得球形富鋰三元材料。本發明采用溶劑熱法，該合成方法所制備的材料，顆粒度均一，且易產生較好的形貌，可提高正極材料的實際比容量。

技術領域

本發明涉及一種球形富鋰三元正極材料的制備方法，屬于鋰離子電池材料技術領域。

背景技術

富鋰錳基層狀氧化物可以表示為xLi₂MnO₃-(1-x)LiMO₂(M＝Ni，Co，Mn)。M.M.Thackeray等提出了一種策略來提高層狀LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂材料的結構穩定性和電化學性能，即使用結構相容的Li₂MnO₃作為穩定LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂的組分。這種富鋰錳基材料在2.0-4.8V之間充放電容量能達到250mAh/g以上。而且富鋰錳基層狀氧化物具有熱穩定性良好、充放電電壓窗口寬、成本低等優點，近年被認為是最有應用前景的高性能鋰離子電池正極材料之一。

傳統方法固相法合成材料顆粒較大，材料的分散性較差，其電化學性能較差；共沉淀法合成設備復雜，不利于實驗室操作，成本較高。

發明內容

為了得到性能更好的富鋰三元材料，本發明的目的在于提供一種球形富鋰三元材料的制備方法。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種球形富鋰三元材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將Ni、Co和Mn鹽溶解于去離子水和乙二醇(體積比為1:1)的混合溶劑中，磁力攪拌使其充分溶解，得到澄清溶液A；

(2)將溶液A轉移至反應釜中，進行加熱反應；

(3)得到碳酸鹽前驅體沉淀，過濾，用去離子水和乙醇溶液洗滌三次；

(4)將碳酸鹽前驅體真空干燥；

(5)得到干燥的碳酸鹽前驅體，將其與碳酸鋰混合均勻；

(6)將混合物放入馬弗爐450℃下預燒，再于900℃下煅燒，冷卻至室溫，即可得球形富鋰三元材料。

進一步的，步驟(1)中所述的Ni、Co、Mn鹽為可溶性的鹽酸鹽、硝酸鹽或硫酸鹽。

進一步的，Ni、Co和Mn鹽的摩爾比為Ni:Co:Mn＝0.13:0.13:0.54。

進一步的，Ni、Co和Mn鹽的摩爾比為Ni:Co:Mn＝0.16:0.08:0.56。

進一步的，磁力攪拌的轉速為500r/min。

進一步的，步驟(2)中加熱反應的溫度為160℃，時間為20h。

進一步的，步驟(4)中的干燥溫度為80℃，時間為12h。

進一步的，步驟(5)中碳酸鹽前驅體與碳酸鋰的摩爾比為1:1.2。

進一步的，步驟(6)中馬弗爐450℃下預燒4h，再于900℃下煅燒12h。

本發明的優點在于：