[发明专利]一种锂离子电池用镍掺杂锰酸锂正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种镍掺杂锰酸锂正极材料的制备方法，该材料的化学式为LiMn_1-xNi_xO₂，其中：x＝0.12-0.15，该方法包括如下步骤：(1)配制乙酸锰和聚乙烯吡咯烷酮混合溶液；将镍氰酸钠(Na₂Ni(CN)₄)水溶液，滴加到上述乙酸锰和聚乙烯吡咯烷酮混合溶液中，滴加量控制使得镍离子和锰离子的摩尔比为1:1，滴加完毕后，磁力搅拌后，静置，离心分离得到镍氰酸锰(MnNi(CN)₄)纳米粒子，将纳米粒子煅烧得到前驱体MnNiO₃；(2)将氢氧化锂、前躯体MnNiO₃、氢氧化锰混合，加入去离子水，搅拌成粘稠浆状物，在150-250℃的恒温下反应，得到镍掺杂锰酸锂。本发明制备的正极材料，使用湿法制备的高纯度具有多微孔结构的MnNiO₃作为主要原料，结合低温固相法以获取较高的能量密度、一致性好的镍掺杂锰酸锂复合材料。

主权项

一种锂离子电池用镍掺杂锰酸锂正极材料的制备方法，该正极材料的化学式为LiMn_1‑xNi_xO₂，其中：x＝0.12‑0.15，该方法包括如下步骤：(1)前驱体MnNiO₃的制备将乙酸锰和聚乙烯吡咯烷酮溶于水和乙醇溶液中，获得乙酸锰和聚乙烯吡咯烷酮混合溶液，其中乙酸锰的摩尔浓度为1‑1.5mol/L，聚乙烯吡咯烷酮的摩尔浓度为0.5‑1mol/L，水和乙醇的体积比为3:1‑2；在60‑80℃的温度下，将摩尔浓度为1‑2mol/L的镍氰酸钠(Na₂Ni(CN)₄)水溶液，滴加到上述乙酸锰和聚乙烯吡咯烷酮混合溶液中，滴加量控制使得镍离子和锰离子的摩尔比为1:1，滴加完毕后，磁力搅拌后，静置20‑25h，离心分离得到镍氰酸锰(MnNi(CN)₄)纳米粒子；将上述镍氰酸锰纳米粒子置于坩埚内，在空气氛围下，以450‑500℃的温度下煅烧1‑2h，可以得到前驱体MnNiO₃；(2)制备层状镍掺杂锰酸锂将氢氧化锂、上述前躯体MnNiO₃、氢氧化锰按摩尔比Li：Mn：Ni：Co＝1：1‑x：x的配比混合，在球磨机中以400‑500r/min的速度机械混合10‑15h得到混合粉末，按照固、液体积比1：2‑4的比例向所述的混合粉末中加入去离子水，搅拌成粘稠浆状物；将所述浆状物置入一带有开口的容器内，使浆状物体积占反应釜体积的1/10‑1/5，并通入体积为容器体积10‑15倍的氩气的，然后将容器密闭，把密闭容器放入恒温箱中，在150‑250℃的恒温下反应10‑15h，得到镍掺杂锰酸锂。