[发明专利]一种锂离子电池正极材料氧化锰镍钴锂的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池正极材料氧化锰镍钴锂的制备方法，该方法将硝酸镍、硝酸锰和硝酸钴溶解在氢氧化锰的溶液中加入750毫升去离子水中反应，形成良好的前体，前体在碱性条件下被加入到锂盐溶液中，以形成前驱体，前驱体和锂盐混合球磨、粉碎、烧制，得到氧化锰镍钴锂，其优点是：通过将锂化合物和氧化锰镍钴锂在溶剂中充分混合，可以提高锂元素分布的均匀性，制备的材料满足化学计量，从而大大提高了材料的循环稳定，在600℃～1000℃的温度下氧化气氛焙烧6～30h，分解得到复合氢氧化锰溶液，与电解液的相容性好，循环性能优异，冷却，粉碎后，分级，过目筛，混批得到氧化锰镍钴锂，可在小型通讯和小型动力领域地应用。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法,尤其是涉及一种锂离子电池正极材料氧化锰镍钴锂的制备方法。

背景技术

目前研究较多的锂离子电池的正极材料包括层状结构的过渡金属氧化物LiCoO2、LiNiO2，尖晶石结构的LiMn2O4和橄榄石结构的LiFePO4，四种材料各有利弊，例如LiCoO2综合性能优良，是目前唯一大规模商品化的下极材料，但价格昂贵、容量较低、毒性较大，存在一定的安全性问题，LiNiO2成本较低、容量较高，但制备困难，材料性能的一致性和重现性差，存在较为严重的安全性问题，尖晶石结构的LiMn2O4成本较低、安全性好，但循环性能尤其是高温循环性能差，并且在电解液中有一定的溶解性，因而储存性能差，近年来，人们发现以镍、锰取代钴是提高材料综合性能、降低材料成本的有效途径之一，例如，新型正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2集中了LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4的大部分优点：成本低、电压平台高、可逆容量大(160-190mAh/g)、结构稳定、循环性能好、制备条件温和，关于LiNixMnyCo1-x-yO2的制备和性能方面的文献报道较多，制备方法多采用高温固相法与共沉淀法，例如中国专利CN1595680A公开了锂离子蓄电池正极材料地制备方法，该方法包括将镍、锰及钴、钛、铝中至少一种元素的共沉淀氢氧化物或碳酸化合物或其氧化物与氢氧化锂或碳酸锂进行混合后进行松装堆积，然后在压力机上压制造粒，经压制之后的原料再进行高温固相焙烧，冷却后粉碎即得正极材料。

目前研究表明有多种方法案例对比，其中有的制造成本制备条件不符合实际企业要求，其价格昂贵等优点，并且制得的正极材料结构稳定性占比例较小，使得正极材料振实密度低，电池体积比容量低，从而降低了材料的循环稳定性。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极材料氧化锰镍钴锂的制备方法，目的是通过将锂化合物和氧化锰镍钴锂在溶剂中充分混合，可以提高锂元素分布的均匀性，制备的材料满足化学计量，从而大大提高了材料的循环稳定。

本发明的技术方案概述如下：

一种锂离子电池正极材料氧化锰镍钴锂的制备方法，该方法将硝酸镍、硝酸锰和硝酸钴溶解在氢氧化锂的溶液中加入750毫升去离子水中反应，形成良好的前体，前体在碱性条件下被加入到锂盐溶液中，以形成前驱体，前驱体和锂盐混合球磨、粉碎、烧制，得到氧化锰镍钴锂；具体步骤如下：

步骤一、去离子反应：制备Ni2/5Mn2/5Co1/5(OH)2(即x＝y＝2/5)，采用硝酸镍(Ni(NO3)2)、硝酸锰(Mn(NO3)2)和硫酸钴(CoSO4)为原料，其硝酸镍、硝酸锰和硫酸钴原料的摩尔比应该为2∶2∶1；配制锰浓度比例在1.5-3g/l的氢氧化锰溶液，将硝酸镍、硝酸锰和硝酸钴溶解在氢氧化锂的溶液中加入750毫升去离子水中反应，形成良好的前体浆料；

步骤二、前驱体的制备：将前驱体浆料过滤、洗涤、烘干加入锂源溶液、加入反映体系中，维持氨与金属离子的摩尔比，并通过调节NaOH加入量保持PH值恒定后，得到前驱体；