[发明专利]单晶三元正极材料ZnO/LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电极正极材料的制备方法，具体是一种单晶三元正极材料ZnO/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂的制备方法。

背景技术

作为锂电池正极材料，普通LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料的高温性能、安全性能和价格等方面均有优势，但首次充放电效率不高，高充放电电压下与电解液发生副反应，倍率性能较差；单晶LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料高温性能较好，与电解液发生副反应减少，倍率性能较好，但充放电容量较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够改善单晶LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料容量性能的单晶三元正极材料ZnO/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂的制备方法。

本发明的单晶三元正极材料ZnO/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂的制备方法包括以下步骤：

1）按Li:[Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3]=1.075的摩尔比称取碳酸锂和523型三元前躯体[Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3]，在球磨罐中混料；

2）混料后，在空气气氛中以2.5小时升到735℃,4.5小时升到980℃，980℃下保温10小时的温度曲线进行烧结；

3）取出后破碎，得到单晶LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料，作为半成品；

4）按半成品：氧化锌=1000:3.842的摩尔比称取各试剂，在球磨罐中混料；

5）混料后，在空气气氛中以2小时升到600℃，3.5小时升到800℃，800℃下保温10小时的温度曲线进行烧结；

6）取出后破碎，得到ZnO/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料。

本发明采用高温固相法制备ZnO包覆改性的单晶LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂正极材料，能够有效提高单晶三元正极材料的容量，同时保持较好的倍率性能。

具体实施方式

本发明实施例的方法包括以下步骤：

1）按Li:[Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3]=1.075的摩尔比称取碳酸锂和523型三元前躯体[Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3]，在球磨罐中混料4小时；

2）混料后，在空气气氛中以2.5小时升到735℃,4.5小时升到980℃，980℃下保温10小时的温度曲线进行烧结；

3）取出后破碎，过200目筛，得到单晶LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料，作为半成品；

4）按半成品：氧化锌=1000:3.842的摩尔比称取各试剂，在球磨罐中混料3小时；

5）混料后，在空气气氛中以2小时升到600℃，3.5小时升到800℃，800℃下保温10小时的温度曲线进行烧结；

6）取出后破碎，过200目筛，得到ZnO/LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料。

本发明实施例制得的产品特征检测结果如下：

1、颗粒大小分布比较均匀，平均粒径约为8μm；

2、用金属锂做参考电极，放电的平均电压在3.7伏左右；

3、4.25V扣电0.2C初次放电容量约157mAh/g；

4、充放电性能。