[发明专利]一种镍锰酸锂包覆锰酸锂正极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池电极材料技术领域，特别是涉及一种镍锰酸锂（LiNi_0.5Mn_1.5O₄）包覆锰酸锂（LiMn₂O₄）正极材料的制备方法。 

背景技术

尖晶石型LiMn₂O₄具有安全性好、原料丰富、价格低廉、环境友好等特点，被认为是最具有发展潜力的动力锂离子电池或储能锂离子电池的正极材料之一。但LiMn₂O₄存在循环性能较差的缺点，尤其是在较高温度（如55℃）下该问题更加突出，这极大地限制了LiMn₂O₄在电动车等领域的应用。 

与LiMn₂O₄相比，尖晶石型LiNi_xMn_2-xO₄（0≤x≤0.5）具有更好的结构稳定性，同时具有良好的锂离子可迁移性和电子传导性，是对LiMn₂O₄包覆改性的优良材料。在文献(1)Energy Environ.Sci.,2011,4,935中，Myung等人采用液相沉淀法制备了球形核壳结构MnCO₃@(Ni_0.25Mn_0.75)CO₃前驱体，再锂化焙烧得到核壳结构的Li[(Li_0.05Mn_0.95)_0.8(Ni_0.25Mn_0.75)_0.2]₂O₄，核与壳之间存在明显的界限。该材料在3.0～4.3V及60℃测试条件下，放电比容量约为87mAh/g，循环100周后容量保持率达到97%。在文献(2)J.Mater.Chem.A,2013,1,4010中，Wei等人采用共沉淀法制备了Ni梯度掺杂的[Mn_x(Mn_1-yNi_y)_1-x]CO₃球形核壳结构前驱体，再锂化焙烧得到Ni梯度掺杂的LiMn_1.87Ni_0.13O₄，该材料中无明显界限，但球形结构疏松多孔。该材料在3.0～4.3V及55℃测试条件下，放电比容量约为108mAh/g，循环200周后容量保持率达到90.2%。虽然利用共沉淀前驱体制备LiNi_xMn_2-xO₄包覆LiMn₂O₄材料具有粒度均一，纯度高等优点，但生产流程长，生产成本高，另外，与市售高温固相法制备的LiMn₂O₄相比，在堆积密度、压实密度等方面仍具有较大差距。因此改善高温固相法制备的LiMn₂O₄的电化学循环性能，特别是在较高温度下的电化学循环性能具有重要价值。 

发明内容

本发明的目的是提供一种LiNi_0.5Mn_1.5O₄包覆LiMn₂O₄的制备方法。将LiMn₂O₄加入到含有锂盐、镍盐和锰盐的混合盐溶液中，蒸发水分干燥后将混合盐包覆在LiMn₂O₄表面，然后通过高温焙烧获得LiNi_0.5Mn_1.5O₄包覆LiMn₂O₄正极材料，且LiMn₂O₄与LiNi_0.5Mn_1.5O₄的质量比为1:1～20:1。具体工艺步骤为：