[发明专利]高压实密度锂电池正极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池的制备方法，尤其是涉及高压实密度锂电池正极材料的制备方法。 

背景技术

锂离子二次电池具有比容量高、工作电压高、工作温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无记忆效应、无污染、重量轻、安全性能好等优点，因而广泛应用于手机、数码相机、笔记本电脑等移动设备。随着科技的发展，各种采用锂离子电池的数码产品更新升级速度很快，产品大都趋于便携化、经济化，这就要求锂离子电池产品要向高能量密度方向发展，近年来以价格昂贵的LiCoO₂正极材料为主的锂电池厂家已经很难降低成本，因此很有必要寻找一种较高能量密度、维持良好电池性能同时具有低成本的正极材料。 

为了寻找高能量密度的材料，主要是通过提高材料的压实密度和容量来实现。目前LiCoO₂正极材料是开发最早最成熟的产品，具有压实高，加工性能良好的特点，其缺点是资源短缺，价格昂贵，提高其压实密度的同时会引起其他电性能尤其是循环性能的下降，进一步提高能量密度的空间已经很小。镍基/三元材料（LiNi_xCo_yM_（1-x-y）O₂）具有容量高，循环性能稳定，价格便宜等优点，但是同钴酸锂材料相比，其主要缺点是电导率低和压实密度不高，极大的制约了该材料在高能量密度锂离子电池上的应用。把（Ni_xCO_yMn_z）₃O₄与Li₂CO₃两种材料按摩尔比1:1-1:1.1混合均匀，通过掺杂、煅烧制备出压实密度较高，容量较高的锂离子正极材料，从而实现了既提高材料整体的能量密度又同时降低成本的目的。 

本发明以一定摩尔比将（Ni_xCO_yMn_z）₃O₄与Li₂CO₃两种材料混合均匀，同时通过掺杂、煅烧减少材料表面残留碳酸锂、氧化锂等杂质的制备方法，制备出高压实密度锂电池正极材料，最大压实密度≥3.85 g/cm³，1C克容量为142-145mAh/g，0.1C克容量为153-155mAh/g，安全性能更好以及低的成本。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供高压实密度锂电池正极材料的制备方法，使材料的最大压实密度≥3.85 g/cm³，1C克容量为142-145mAh/g，0.1C克容量为153-155mAh/g，安全性能更好。 

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案： 

高压实密度锂电池正极材料的制备方法，其中：制备方法使制得的高压实密度锂电池正极材料的压实密度高于三元材料，该高压实密度锂电池正极材料的最大压实密度≥3.85 g/cm³，包括以下步骤：

（1）将（Ni_xCO_yMn_z）₃O₄与Li₂CO₃的两种材料按摩尔比1:1-1:1.1混合均匀，0.2≤x≤0.6，0≤y≤0.4，0≤z≤0.5；

（2）将步骤（1）混合均匀后的（Ni_xCO_yMn_z）₃O₄与Li₂CO₃材料进炉窑按一定的煅烧温度及气氛制备出高压实锂电正极材料；

（3）步骤（1）中（Ni_xCO_yMn_z）₃O₄与Li₂CO₃除了包括纯的镍钴锰氧和碳酸锂材料外，还包括微量掺杂元素对LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂单晶粒子长大效应和粒子间致密程度的影响的合适的掺杂元素。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：