[发明专利]Co、Mn包覆高镍层状LiNi0.92Co0.04Mn0.04O2锂电池正极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池正极材料的制造，具体是一种Co、Mn包覆高镍层状LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂锂电池正极材料的制备方法。

背景技术

三元材料已经被广泛用于锂电池的正极材料，但现有的高镍三元正极材料存在着材料晶格稳定性差，电池循环性不好的缺陷，难兼顾高容量和高循环性的使用要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种电池循环性好的Co、Mn包覆高镍层状LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂锂电池正极材料的制备方法。

本发明的Co、Mn包覆高镍层状LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂锂电池正极材料的制备方法包括以下步骤：

1）在反应釜中加入一定蒸馏水和球形Ni(OH)₂；

2）在50℃恒温条件下，搅拌，并加入所需Co和Mn化学计量比的Co(NO₃)₂和Mn(NO₃)₂混合溶液；

3）加入氨水与NaOH的混合溶液，调节反应釜中溶液的的pH，保持pH为8-10，使Co、Mn均匀沉淀到Ni(OH)₂表面；

4）经陈化后，洗涤、干燥，获得经前驱体；

5）将上述制备的前躯体与LiOH·H₂O按照1:1.03摩尔比混合均匀；

6）将混合粉末在窑炉中烧结，其温度制度为：500℃下保温5h，然后再700℃下保温12h；升温与降温速率都为2℃/min，制得LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂正极材料。

本发明通过对三元正极材料进行表面包覆，能够提高材料表面的晶格稳定性，从而提高了高镍条件下三元正极材料的电池循环性；同时其生产工艺便于产业化，成本低，绿色无污染。

附图说明

图1是本发明实施例获得的正极材料制成电池在0.1C和0.5C下的循环性能曲线图。

具体实施方式

本发明实施例的方法包括以下步骤：

1）在反应釜中加入一定蒸馏水和球形Ni(OH)₂；

2）在50℃恒温条件下，以500r/min搅拌，并加入所需Co和Mn化学计量比的Co(NO₃)₂和Mn(NO₃)₂混合溶液；

3）加入氨水与NaOH的混合溶液，调节反应釜中溶液的的pH，保持pH为8-10，使Co、Mn均匀沉淀到Ni(OH)₂表面；

4）经陈化后，洗涤、干燥，获得经前驱体；

5）将上述制备的前躯体与LiOH·H₂O按照1:1.03摩尔比混合均匀；

6）将混合粉末在窑炉中烧结，其温度制度为：500℃下保温5h，然后再700℃下保温12h；升温与降温速率都为2℃/min，制得LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂正极材料。

对上述实施例获得的材料进行检测和试验：以制备的LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂为正极活性物质，乙炔黑为导电剂，聚偏氟乙烯为粘结剂，三者质量比为90：4：6，加入N-甲基吡咯烷酮，混合均匀制成浆料，涂于铝箔集流体上，制成电池的正极。以MCMB为负极活性物质，导电剂、粘结剂同上，质量比不变，制成浆料后涂于铜箔集流体上，得到电池的负极。采用1mol/L的LiPF6/EC+DMC+DEC(体积比为1：l：1)电解液，聚乙烯薄膜，在流动干燥空气的手套箱中，组装软包型电池。经检测其容量比传统三元正极材料克容量高出约20mAh/g，高达197mAh/g。循环性能优于普通三元正极材料（检测结果曲线如图1）。