[发明专利]一种Al2O3包覆改性的镍锰酸锂正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开一种Al₂O₃包覆改性的镍锰酸锂正极材料，其制备方法包括以下步骤：(1)溶液配制；(2)将镍锰酸锂分散于去离子水中形成悬浊液，再加入阴离子表面活性剂，超声分散15～30min；(3)向超声分散溶液中加入Al(NO₃)₃溶液，超声分散15～30min，再边搅拌边加入NaAlO₂溶液；(4)边搅拌边向步骤(3)所得混合液中加入浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液；(5)老化，清洗，烘干；(6)高温热解。制备过程中晶体生长速度与成核速度一致，包覆均匀；制备出的材料安全性高，成本低，在高电压下的能量密度、充放电容量明显提升，在1C条件下，常温充放电循环500次后，容量保持率达86.3％。

主权项

1.一种Al2O3包覆改性的镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)溶液的配制：根据Al2O3的包覆量为镍锰酸锂质量的1～5％，计算铝元素的摩尔量，然后计算出Al(NO3)3、NaAlO2的摩尔量和质量，根据计算结果分别称取Al(NO3)3和NaAlO2，并将其配制成0.1～0.3mol/L Al(NO3)3溶液和0.4～0.7mol/L NaAlO2溶液；(2)将镍锰酸锂超声分散于去离子水中形成悬浊液，向悬浊液中加入阴离子表面活性剂，继续超声分散15～30min；其中镍锰酸锂：水＝1g：30～60mL；阴离子表面活性剂的加入量为镍锰酸锂质量的0.5～4％；(3)向步骤(2)超声分散溶液中加入所配制的Al(NO3)3溶液体积的30％，超声分散15～30min，接着边搅拌边加入所配制的NaAlO2溶液体积的30％，继续搅拌1～2h，再继续加入剩余Al(NO3)3溶液体积的50％，超声分散15～30min，接着边搅拌边加入剩余NaAlO2溶液体积的50％，继续搅拌1～2h，最后加入剩余Al(NO3)3溶液，超声分散15～30min，再边搅拌边加入剩余NaAlO2溶液，继续搅拌1～2h；其中，滴加NaAlO2溶液的速度需控制为15～20mL/min；(4)边搅拌边向步骤(3)所得混合液中缓慢加入浓度为0.5mol/L柠檬酸溶液，并继续搅拌30～40min，至溶液中的AlO2‑离子完全沉淀；其中，加柠檬酸溶液的速度需控制为10～15mL/min；(5)将步骤(4)中所得混合物静置老化4～5h，过滤，除滤液，然后用去离子水洗涤，再置于90～100℃烘1～2h，得氢氧化铝包覆的镍锰酸锂材料；(6)将氢氧化铝包覆的镍锰酸锂材料置于氩气保护的高温环境下热解，得Al2O3包覆改性的镍锰酸锂正极材料；其中热解温度为300～400℃，热解时间为1～2h。