[發明專利]一種具有高放電比容量鋰電池正極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201911045296.8
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN111313014A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 李國光;馮子穆;徐亞峰;牛佳
• 申請（專利權）人: 河南海宏科技有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京名華博信知識產權代理有限公司 11453
• 代理人: 王帆

本發明公開了一種具有高放電比容量鋰電池正極材料的制備方法，該正極材料通式為Li[Ni_xCo_yMn_1?x?y]_1?ZV_ZO₂，按照以下步驟來實現：按照化學計量比稱取一定量的硫酸鎳(NiSO₄·7H₂O)、硫酸鈷(CoSO₄·6H₂O)和硫酸錳(MnSO₄·H₂O)，溶解于去離子水中配制成濃度為2mol/L的陽離子混合溶液；按照絡合劑和步驟1）中陽離子濃度比值0.1?1.2:1，稱取一定量的乳酸絡合劑C₃H₆O₃配制成溶液；稱取一定量濃度為2mol/L的NaOH溶液作為沉淀劑。與現有技術相比，本發明制出的正極材料容量高、熱穩定性好，價格相對低廉、毒性相對較低，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及鋰電池制造技術領域，具體涉及一種具有高放電比容量鋰電池正極材料的制備方法。

背景技術

正極材料是鋰離子電池最重要組成部分之一，在很大程度上決定著鋰離子電池的性能而目前的鋰離子電池正極材料仍處于發展初期，產品的價格和性能還不能滿足市場的需求，因此，研究和開發出成本低、容量高的鋰離子電池正極材料是刻不容緩的。隨著鋰電技術的不斷改進，它的應用領域將更加廣泛，對節約資源、高效率利用能源、保護環境以及可持續發展均有至關重要的意義。

電極材料是鋰離子電池的重要組成部分，對鋰離子電池的性能起主導作用。一般選用碳材料作為負極材料，并且目前的發展已經比較成熟，因此，正極材料的選用成為鋰離子電池價格高低和性能好壞的關鍵。鋰離子電池正極材料必須滿足以下的條件：為保證鋰離子電池具有較高的輸出電壓，要求鋰離子與正極材料之間發生氧化還原反應的電位高；為確保鋰離子電池有高的充放電容量，必須有大量的鋰離子能夠在正負極之間可逆地發生脫嵌；為保證鋰離子電池有良好的循環性能，必須允許鋰離子在正極材料中自由地脫出和嵌入，并且不引起晶體結構的變化；氧化還原電位隨鋰離子的脫出和嵌入變化小，以讓電池有平穩的充放電平臺；正極材料應具有較高的離子導電率和電子導電率，減小極化現象，并實現大電流充放電；正極材料在整個充放電電壓范圍內應具有較高的化學穩定性，不與電解液等發生反應；原材料來源豐富，成本低，對環境無污染。

目前，制約正極材料發展的有以下幾個主要方面：由于陽離子混排造成的首次充放電效率不高；高充放電電壓下，正極材料可能與電解質溶液發生反應，導致循環穩定性變差；鋰離子擴散系數和電子導電率低，使材料的倍率性能不是很理想。

發明內容

為解決上述缺陷，本發明的目的在于提供一種具有高放電比容量鋰電池正極材料的制備方法，制出的正極材料容量高、熱穩定性好，價格相對低廉、毒性相對較低，具有廣泛的應用前景。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種具有高放電比容量鋰電池正極材料的制備方法，該正極材料通式為

Li[Ni_xCo_yMn_1-x-y]_1-ZV_ZO₂，該通式中，0＜X＜1，0＜Y＜0.5, 0.01＜Z＜0.05。

其制備方法包括以下步驟：

1）按照化學計量比稱取鎳源化合物、鈷源化合物、錳源化合物，溶解于去離子水中配制成濃度為2mol/L 的陽離子混合溶液；

2）按照絡合劑和步驟1）中陽離子濃度比值0.1-1.2:1，稱取乳酸絡合劑C₃H₆O₃配制成溶液；

3）稱取濃度為2mol/L的 NaOH 溶液作為沉淀劑；