[发明专利]一种高比容量锂离子电池正极材料及其制备方法

摘要

本发明属于锂离子电池材料及其制备技术领域，具体涉及一种高比容量、具有复合结构的新型锂离子电池正极材料及其制备方法。该正极材料是由Li[Li1/6Mn5/6]O2与Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2两种材料组合而成的复合材料，结构式为xLi[Li1/6Mn5/6]O2·(1‑x)Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2，亦可写为Li1+x/6[Ni1/3‑x/3Co1/3‑x/3Mn1/3+x/2]O2，其中0.5≤x≤0.7，x典型值为0.6。本发明提供的该材料的制备方法为碳酸盐共沉淀法，将镍钴锰金属盐溶液和碳酸盐与氨水的混合碱性溶液在一定pH值下往反应器中混合滴加发生共沉淀反应形成沉淀，经陈化、过滤、清洗、干燥等手段得到共沉淀前驱体，将其与锂盐混合研磨（或球磨），再经低温预烧和高温煅烧得到所述正极材料。本发明材料在低倍率放电时具有超过300mAh/g的比容量，循环性能优良。

主权项

一种锂离子电池用正极材料xLi[Li1/6Mn5/6]O2·(1‑x)Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2其中0.5≤x≤0.7的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：(1)将可溶性镍盐、钴盐和锰盐按化学计量比溶于去离子水中，搅拌，配制为总金属离子浓度为0.3～0.7mol·L‑1的金属盐溶液；(2)将碳酸钠(Na2CO3)和氨水溶于去离子水中，搅拌，配制碳酸钠浓度为0.8～1.0mol·L‑1的碱性溶液，该碱性溶液中碳酸钠和NH3的摩尔比为1:1～2:1；(3)将上述金属盐溶液和碱性溶液同时滴入装有去离子水处于搅拌状态的反应器皿中，滴加过程中调节滴速使pH维持在8.5～9.5之间某一定值，滴加结束后继续搅拌1小时以使其充分反应，然后陈化12小时，接着抽滤3～4次，最后110℃鼓风干燥至水分完全蒸干，得到共沉淀前驱体；(4)称量上述共沉淀前驱体质量，然后与碳酸锂(Li2CO3)混合研磨或球磨至混合均匀，碳酸锂用量由共沉淀前驱体的实际称量质量和理论生成质量的比值决定，将该比值与碳酸锂的理论化学计量比用量相乘即得碳酸锂用量，且碳酸锂实际用量可过量0％～10％；(5)将上述混合物在450～550℃之间的某一温度预烧4～6小时，然后在850～950℃之间的某一温度煅烧10～15小时，冷却后研磨或球磨得到前述正极材料。