[发明专利]一种由镍、钴、锰、铝等其中两种或多种金属盐/溶液制备锂离子电池正极材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料，特别涉及利用沉淀剂中加入H₂O₂作为添加剂对材料中金属离子进行氧化并对材料进行分散，同时也涉及在热处理过程中采用O₃对材料进行进一步的氧化。

背景技术

锂离子电池是应用和开发前景最好的一种电源，其优越性体现在工作电压高，能量密度高，循环寿命长等方面。改善和提高锂离子电池性能的关键在于改善和提高锂离子电池正极材料的性能。近年来，国内外对于由镍、钴、锰、铝其中两种或多种金属盐/溶液制备锂离子电池正极材料给予了越来越多的关注，希望可以通过镍、钴、锰、铝等其中两种或多种金属盐/溶液来制备具有比容量高、循环性能好、成本低廉易得等优点的锂离子电池正极材料。因此，研究由镍、钴、锰、铝等多种金属盐/溶液其中两种或多种金属盐制备锂离子电池正极材料是一项重要的工作。

已有多种方法用于合成                                                (0<x+y+z≤1; M: Al、Fe、Zn…)，如固相法，共沉淀法，水热合成法，溶胶-凝胶法和微乳液法等。同时，许多表面包覆，掺杂改性的方法被用于提高材料的比容量、倍率性能及稳定性等。但是这些改进也增加了更多的工艺程序，且使用了更多的添加材料。由于共沉淀法操作方便且易于工业化生产，因此它是获取电化学性能良好的最常用的方法之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种由镍、钴、锰、铝等其中两种或多种金属盐/溶液制备锂离子电池正极材料的方法，该方法能有效地提高锂离子电池正极材料的比容量及循环稳定性。该方法采用了廉价易得且绿色环保的H₂O₂作为添加剂，并且在热处理过程中利用O₃来进一步氧化金属离子，从而得到电化学性能良好的正极材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由镍、钴、锰、铝等其中两种或多种金属盐/溶液制备锂离子电池正极材料，其特征在于：将沉淀剂及双氧水的混合溶液同镍、钴、锰、铝等其中两种或多种金属盐/溶液进行反应，得到Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-z(OH)₂前驱体；在Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-z(OH)₂进行热处理的过程中，处于O₃环境中。

作为本发明的一种方案，为提高锂离子电池正极材料的比容量和循环稳定性，在将沉淀剂及双氧水的混合溶液同镍、钴、锰、铝等其中两种或多种金属盐/溶液进行反应，加入一定量的H₂O₂作为氧化剂和分散剂，且材料的煅烧过程部分在或全部在O₃环境条件下进行的。其中，H₂O₂以及O₃作为氧化剂氧化金属离子，从而改善材料的稳定性并提高其比容量；同时，H₂O₂作为分散剂，降低了材料的团聚，从而增加材料的导电性，进一步提高材料的比容量。

本发明的有益效果是，沉淀剂及双氧水的混合溶液同镍、钴、锰、铝等其中两种或多种金属盐/溶液反应的过程中，加入了H₂O₂，并且在热处理过程中使用O₃，能够有效地提高材料作为锂离子电池正极材料的比容量和循环稳定性。用镍、钴、锰、铝等其中两种或多种金属盐/溶液制备锂离子电池正极材料时，其中的添加剂H₂O₂价廉易得且绿色环保，热处理过程中采用的O₃是通过臭氧发生器获得的，成本低廉。使用这两种添加剂能够使材料具有更好的电化学性能，具有广阔的应用前景。

附图说明

本说明包括如下附图：

图1是材料的合成过程示意图。

具体实施方式

参照图1，作为可能会应用于工业的优选实施方案

本发明用镍、钴、锰、铝等其中两种或多种金属盐/溶液制备锂离子电池正极材料，包括如下步骤：