[发明专利]一种含氧化锰镍钴锂制备方法

说明书

本发明公开了一种含氧化锰镍钴锂制备方法，包括步骤一、将锂盐、镍盐和钴盐混合后；步骤二、将过筛后的混合物置于烧结炉中先低温烧结，再高温烧结后冷却，掺杂元素的化合物混合后加入溶剂进行球磨；步骤三、将过筛后的混合物放入高温烧结炉，并在该温度范围内保温5‑48小时，再以相同速度冷却至室温，制得未经后处理的掺氧化锰镍钴锂材料；步骤四、再放入温度为30‑80℃去离子水溶液中搅拌15分钟‑2小时，其优点是：通过锂源、镍源、锰源、钴源、掺杂元素的化合物用球磨混合成混合物，然后在高温下合成，由于采用掺杂和独特的后处理方式，提高了材料循环稳定性和首次放电容量，为今后锂离子电池发展起到了推动作用。

技术领域

本发明涉及电池正极材料领域，尤其是涉及一种含氧化锰镍钴锂制备方法。

背景技术

锂离子电池具有比能量高，功率密度高，循环寿命长，自放电小，性能价格高，污染少等优点，是当今便携式电子产品的可再充电源的主要选择对象，由于正极材料的比容量较低，且又需要额外负担负极的不可逆容量损失，因此正极材料的研究与改进一直是锂离子电池研究的关键问题，目前主要研究的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴酸锂和锂锰钴镍氧等。

近年来，许多研究者通过掺杂元素来改进其性能，由于钴和镍是位于同一周期的相邻元素，同时LiNiO2和LiCoO2同属α-NaFeO2型化合物，因此镍、钴可以任意比例混合并保持其产物的层状结构，虽然LiNixCo1-x O2具备镍钴材料的优点，但是热稳定性没有很大提高，工艺还比较复杂，制作成本高，质量不稳定。

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含氧化锰镍钴锂制备方法，目的是直接将锂源、镍源、锰源、钴源、掺杂元素的化合物用球磨混合成混合物，然后在高温下合成，减少了生产工序，降低了生产成本，由于采用掺杂和独特的后处理方式，提高了材料循环稳定性和首次放电容量，为今后锂离子电池发展起到了推动作用。

本发明的技术方案概述如下：

一种含氧化锰镍钴锂制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将锂盐、镍盐和钴盐混合后在有机溶液中浸泡，放在乳化机中搅拌并加热蒸去水份，干燥后取出混合物，研磨后过40-100目筛；

步骤二、将过筛后的混合物置于烧结炉中先低温烧结，再高温烧结后冷却，掺杂元素的化合物混合后加入溶剂进行球磨，所述掺杂元素化合物中掺杂原子浓度为0.02-0.2，所述镍原子浓度、锰原子浓度、钴原子浓度、掺杂元素化合物中掺杂原子浓度之和为1，得混合物；

步骤三、将过筛后的混合物放入高温烧结炉，在流速为0.01-2升/分钟的干燥空气或氧气气氛下，以0.5-0.8℃/min的速度升至700-1000℃，并在该温度范围内保温5-48小时，再以相同速度冷却至室温，制得未经后处理的掺氧化锰镍钴锂材料；

步骤四、再放入温度为30-80℃去离子水溶液中搅拌15分钟-2小时，所述去离子水溶液为含摩耳浓度0.1-1M的硼酸、氯化铝、硫酸铝、氯化镁、硫酸镁、氯化钡、五氧化二磷中一种或多种化合物的去离子水溶液，或含无水乙醇体积比5-20％的去离子水溶液，所述化合物的用量占制备成掺氧化锰镍钴锂质量的1-20％，取出固体物在80-600℃的干燥空气下烧结2-10小时，即成为经后处理后的掺氧化锰镍钴锂。

优选的是，所述掺杂元素化合物为含锂、镁、硼、铝、镓、钛的化合物或它们的任意组合。