[发明专利]加碳化合物制备富锂固溶体正极材料的方法

摘要

本发明涉及加碳化合物制备富锂固溶体正极材料的方法,特征在于:按锂、镍、锰、钴、M的离子摩尔比(1+x):(1-x)·y:(x+z-x·z):(1-x)·k : (1-x)·q分别称取其化合物；x、y、z、k和q同时满足：0.25≤x≤0.50,0.05≤y≤0.50,0.1≤z≤0.51,0.02≤q≤0.15,0.05≤k≤0.30，-0.10≤（2·(1-x）·y+4·(x+z-x·z)+3·(1-x)·k+2·(1-x)·q–3-x)≤0.10。将镍、锰、钴、M的化合物混合，加入碳化合物、湿磨介质、氨水及锂的化合物，经过处理及烧结得富锂固溶体正极材料。制备材料组成均匀,具有优秀放电性能。

主权项

一种加碳化合物制备富锂固溶体正极材料的方法，其特征在于：(1)按照锂离子、镍离子、锰离子、钴离子的摩尔比为(1+x) : (1‑x)·y : (x+z‑x·z) : (1‑x) ·k  分别称取锂的化合物、镍的化合物、锰的化合物和钴的化合物；按照下列摩尔比例关系量取有机弱酸：(x+z‑x·z)≤ 有机弱酸摩尔数≤1;x、y、z、k的取值范围同时满足以下关系：0.15≤x≤0.50, 0.02≤y≤0.50, 0.1≤z≤0.51, 0.05≤k≤0.30,‑0.10≤（2·(1‑x）·y+4·(x+z‑x·z)+3·(1‑x) ·k‑3‑x) ≤0.10；(2)将称取的镍的化合物、锰的化合物和钴的化合物混合得到混合物1，加入混合物1总重量的5%至25%的碳的化合物，得到混合物2；加入混合物2的总体积的1/10倍至15倍体积的湿磨介质，加入有机弱酸，湿磨混合3小时～15小时，再加入锂的化合物，湿磨混合3小时～15小时得到前驱物1；将前驱物1用真空干燥或喷雾干燥的方法制备干燥的前驱物2；将前驱物2置于空气、富氧气体或纯氧气氛中,采用两段烧结法或者两次分段烧结法制备组成为xLi2MnO3•(1‑x)Li[NiyMnzCok]O2的富锂固溶体正极材料；所述的两次分段烧结法如下进行:将前驱物2置于空气、富氧气体或纯氧气氛中，在300℃～550℃温度区间的任一温度烧结3小时～15小时,冷却至室温制得母体预烧料；将母体预烧料粉碎及过筛，再次置于空气、富氧气体或纯氧气氛中,在800℃～1050℃温度区间的任一温度烧结3小时～24小时,制备富锂固溶体正极材料；所述的两段烧结法如下进行:将前驱物2置于空气、富氧气体或纯氧气氛中，在300℃～550℃温度区间的任一温度烧结3小时～15小时,接着置于另一空气、富氧气体或纯氧气氛的烧结炉中，于800℃～1050℃温度区间的任一温度烧结3小时～24小时,制备富锂固溶体正极材料。