[发明专利]锂离子二次电池正极材料的制备方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及锂离子二次电池材料正极的制备方法，特别是通过电解金属钴、镍或钴镍合金制备锂离子二次电池正极材料。

背景技术

随着科学技术的迅速发展，电子仪器及设备的小型化，家用电器，移动通讯，计算机，电动自行车以及电动汽车方面，对二次电池的性能提出了越来越高的要求。从综合性能看，锂离子二次电池是最具有发展和应用前景的高能二次电池，但唯一的缺点是价格较高。因为在制备LiCoO₂时，大都使用钴的化合物如CoO，Co(OH)₂，Co₃O₄，CoCO₃等材料做前驱体。要使其价格降低，必须寻找制备价格便宜的方法，或是以金属镍来部分或全部取代钴。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的锂离子二次电池材料正极的制备方法。产品性能优越，制备成本比传统方法低。

本发明是制备通式LiCo_1-xNi_xO₂(0≤x≤1)，即钴酸锂，钴镍酸锂，镍酸锂的一种方法。

本发明的具体步骤是：以金属钴、金属镍或钴镍合金为原料，在电解质溶液中进行电解，将所得的电解产物经洗涤、烘干后，依据钴、镍或钴镍含量，与氢氧化锂或碳酸锂以原子比(Co+Ni)∶Li＝1∶1.1的比例进行混合，然后在管式炉或马辐炉中在空气或通氧气的情况下，于500℃-850℃下，烘烧10～20小时，将烘烧后产物经磨碎后，过400目筛，即得所需的产物LiCoO₂、LiNiO₂或LiCo_1-xNi_xO₂(0＜x＜1)。所述的电解质溶液的溶质是含锂、钠、钾的盐；浓度为30g/L-150g/L之间。电解时端电压1.9±0.1V；电流密度在400-1200A/m²之间，电解时间不做限制。

锂离子二次电池正极材料是LiCoO₂、LiNiO₂或LiCo_1-xNi_xO₂，0＜x＜1。

锂离子二次电池正极材料制备时使用纯度≥99.8％的金属钴、镍或钴镍合金，做电解用的初始原料。

本发明的积极效果是：(1)以金属钴、金属镍、合金钴镍为原料，电解的产物与含锂的化合物在高温下进行合成LiCoO₂、LiNiO₂和LiCo_1-xNi_xO₂；(2)合成的产品性能优越；(3)制备成本比传统方法降低较多。

附图说明

图1是LiCo_0.5Ni_0.5O₂正极材料的XRD结构图；图2是LiCo_0.5Ni_0.5O₂正极材料的循环充放电曲线；图3是LiCo_0.2Ni_0.8O₂正极材料的循环充放电曲线；图4是LiCoO₂正极材料的循环充放电曲线。

具体实施方式

本发明突出的实质性特点和显著进步可以从下述实施例中得以体现，但它们不是对本发明作任何限制。

实施例1：

将纯度为99.8％的金属钴镍合金Co_0.5Ni_0.5放在金属钛蓝中做阳极，金属镍板作阴极，电解质溶液的溶质是NaCl，浓度为140g/L，电极间距离为20mm，端电压2V，电流密度500A/m²，电解后，将电解产物过滤，并用去离子水进行洗涤，再在120℃的温度下烘干，分析产品中钴镍的含量，加入LiOH.H₂O，使(Co+Ni)∶Li＝1∶1.1，混合研磨后，在管式炉中烧结20小时，冷却至室温将产品研磨，过400目筛，得到LiCo_0.5Ni_0.5O₂，其结构及电化学性能见图1，图2。

实施例2：