[发明专利]一种锂电池正极材料镍锰酸锂的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，包括以下步骤：a.以可溶性镍盐、锰盐、锂盐为原料，按照比例将镍盐、锰盐、锂盐分别加入溶剂制成镍化合物溶液、锰化合物溶液和锂化合物溶液；b.向所述镍化合物溶液、锰化合物溶液和锂化合物溶液中分别加入沉淀剂形成共沉淀溶液，并加入络合剂，再将镍化合物共沉淀溶液、锰化合物共沉淀溶液和锂化合物共沉淀溶液混合在一起,再加入氧化剂和矿化剂，得到混合溶液；c.将b中的混合溶液放入到高压釜中，得到干燥的混合物，然后将冷却后的混合物研磨成粉末状，压片成型，制得镍锰酸锂。本发明工艺简单，制造成本低，时间短，在大倍率充放电下，具有良好的充放电性能和循环性能。

技术领域

本发明涉及锂电池正极材料技术领域，具体来说，涉及一种锂电池正极材料镍锰酸锂的制备方法。

背景技术

锂离子电池作为一种新型绿色的二次电池，其广泛应用无线通信，交通运输，航空航天等各个方面，锂离子电池主要由正极材料，嵌锂的过渡金属氧化物、负极材料如高度石墨化的碳、隔膜如聚烯烃微孔膜和电解质材料等组成。而锂离子正极材料是制约锂离子电池各方面性能的至关重要的因素。

锂离子电池正极材料作为锂离子电池中的关键材料之一，它的性能好坏直接会影响整个锂离子电池性能的发挥。因此，要解决锂离子电池使用中出现的问题或者要提高锂离子电池性能时，研究人员主要是会关注锂离子电池正负极材料的性能和特点。

随着社会的进步，对锂离子电池的要求也越来越高。钴酸锂正极材料具备制备简单、高能量、循环稳定等优点，但是钴具有毒性且钴的成本高，对环境造成污染。锰酸锂作为正极材料虽然价格便宜，但导电性差是限制其大功率使用的一个因素，锰酸锂随着充放电的循环，正极容量会有显著的下降，原因有结构的不稳定性、Jahn-Teller效应导致Mn3+溶解于电解液中,所以锰酸锂在商业上得不到大规模的推广。镍锰酸锂从理论容量、经济和环境的角度上看，它是一种很有潜力的正极材料。

中国专利公告号为CN103296270公开的一种锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂及制备方法，其将硫酸盐中的镍、钴、锰按摩尔配为1:1：1配制成混合水溶液，然后和氢氧化钠及氨水在反应装置中进行反应，同时注入氮气和水肼，经陈化，过滤，水洗，烘干制得氢氧化镍钴锰产物与碳酸锂混合烧结制得球形镍钴锰酸锂。但上述方法存在加入化合物较多，反应工艺步骤过长，同时反应过程不能自动化控制。人工操作劳动强度大，且反应过程不易控制。

目前锂电池正极材料的研究仍处于初级阶段，导电性不好，大电流的放电能力较差，容量和循环性能均有待提高，高温时，稳定差，在合成上常规的方法难以实现原料成分的均匀混合。针对相关技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种锂电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种锂电池正极材料镍锰酸锂的制备方法，包括以下步骤：

a.以可溶性镍盐、锰盐、锂盐为原料，按照比例将镍盐、锰盐、锂盐分别加入溶剂制成镍化合物溶液、锰化合物溶液和锂化合物溶液，所述镍、锰、锂的摩尔比5：9：10；

b.向所述镍化合物溶液、锰化合物溶液和锂化合物溶液中分别加入沉淀剂形成共沉淀溶液，在沉淀剂滴入的过程中，搅拌共沉淀溶液，并加入络合剂，控制pH值在10-12，确保镍离子、锰离子、锂离子完全沉淀，所述共沉淀溶液中的镍、锰、锂的质量摩尔比为3-4：1-1.2：1.2-1.8，再将镍化合物共沉淀溶液、锰化合物共沉淀溶液和锂化合物共沉淀溶液混合在一起,再加入氧化剂和矿化剂，得到混合溶液；