[发明专利]一种锂离子电池用富锂正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池用富锂正极材料的制备方法。该富锂正极材料的化学计量式为Li1.2Mn0.6‑xNi0.2RExO2，式中x为0～0.05，其中RE为稀土元素镧或铈。其制备过程包括首先利用水溶性金属锰、镍、镧（或铈）盐、均相沉淀剂尿素配制混合溶液，利用水热法合成出碳酸盐混合物；再利用合成的碳酸盐混合物与碳酸锂球磨均匀混合后，混合物经高温固相反应制备得到富锂正极材料。本发明制备工艺简单，产品成本低，过程中易于控制材料质量。本方法制备的掺杂富锂正极材料具有比容量高、循环稳定性好、倍率性能得到改善等特点。

主权项

一种锂离子电池用富锂正极材料的制备方法，该富锂正极材料的化学计量式为Li1.2Mn0.6‑xNi0.2RExO2，式中x为0～0.05，其中RE为稀土元素镧或铈，该材料为单相固溶体，平均晶粒大小为20～50nm，其特征在于包括以下步骤：（1）取硫酸锰和硝酸镍，按锰和镍摩尔比为3：1称量混合，搅拌配制水溶液，按照锰与镧或与铈摩尔比为1：（0～0.09），向含锰和镍水溶液中加入稀土元素的硝酸盐，配制成总浓度为0.07mol/L的混合物溶液，按照尿素与上述混合物溶液中全部金属离子摩尔比是2：1，称量尿素，搅拌下缓慢加入上述混合物水溶液中，完全溶解后，继续搅拌10～30min，形成透明的混合溶液；（2）将步骤（1）制得的混合溶液放入有聚四氟乙烯材料内衬的不锈钢反应釜中，密封后置于150～230℃烘箱中，恒温反应，然后过滤，用去离子水和无水乙醇洗涤滤饼至洗涤液的pH值至6～7，在60～100℃下真空干燥滤饼6～12h，得到碳酸盐粉体，其团聚形成的二次粒子尺寸在6～20μm；（3）将步骤（2）制得的碳酸盐粉体加入球磨罐中，并向其中加入碳酸锂，其中，锰和稀土元素用量之和与碳酸锂的摩尔比为1：（1.1～1.5），以球料比为40：1加入玛瑙球，加入无水乙醇以浸没料球，以200～400rmp/min球磨3～6h，将球磨后的混合浆料在80～100℃下真空干燥6～12h，得到干燥物料，研磨均匀后，置于马弗炉中，以3～10℃/min的速度升温至900℃，恒温5～10h，然后取出物料，置于室温环境下快速冷却，最后将物料研磨后通过500目筛子，得到富锂正极材料。