[发明专利]掺杂稀土离子的镍钴锰三元材料的制备方法

摘要

本发明涉及掺杂稀土离子的镍钴锰三元材料的制备方法，其特征在于所述掺杂稀土离子化合物为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、钇或钪的氧化物、硝酸盐、草酸盐、氯化物或碳酸盐。将镍、钴、锰和稀土离子的化合物混合，通过湿磨、加氨水、加锂的化合物、陈化、干燥等步骤制备干燥的前驱物。将干燥的前驱物置于富氧空气或纯氧气氛中,采用程序升温法或逐温区升温法制得掺杂稀土离子的三元正极材料。

主权项

掺杂稀土离子的镍钴锰三元材料的制备方法，其特征在于按照镍、钴、锰、锂、稀土M离子的摩尔比x：y：z：k：m分别称取镍的化合物、钴的化合物、锰的化合物、锂的化合物和稀土M离子的化合物；将镍的化合物、钴的化合物、锰的化合物和稀土M离子的化合物混合得到混合物1；加入混合物1的总体积的1～100倍体积的湿磨介质，混合均匀；在连续搅拌的条件下滴加氨水至溶液的pH值落在10.0～13.0范围内，加入称取的锂的化合物，通过球磨或砂磨混合设备混合均匀，在没有氧气的惰性气氛下于50～90℃温度区间的任一温度陈化5～48小时，制得的混合物为前驱物2；将前驱物2在低于1个大气压力的真空条件下于150～250℃区间的任一温度加热，制得干燥的前驱物3或者采用喷雾干燥的方法于150～250℃区间的任一温度制备干燥的前驱物3；将干燥的前驱物3置于富氧空气或纯氧气氛中，采用程序升温法或逐温区升温法制得掺杂稀土离子的三元正极材料；所述的镍的化合物、钴的化合物、锰的化合物、锂的化合物和掺杂稀土M离子化合物中的两种或两种以上化合物是可溶于水的；所述的镍、钴、锰、锂、掺杂稀土M离子的摩尔比x：y：z：k：m同时满足以下关系：x：y：z：m = (0.47～0.51)：(0.10～0.19)：(0.25～0.30) ： (0.01～0.10) ，0.95≤k≤1.10，且x + y + z + m = k；或(0.57～0.61)：(0.10～0.19)：(0.15～0.19)：(0.01～0.10) ，0.95≤k≤1.10，且x + y + z + m = k；或(0.77～0.81)：(0.05～0.09)：(0.05～0.09)：(0.01～0.05)，0.95≤k≤1.10，且x + y + z + m = k；所述的三元材料同时满足以下特征：在XRD衍射图上的衍射峰均与JCPDS卡片09‑0063的层状α‑NaFeO2结构的特征衍射峰相吻合；材料制备的扣式半电池在0.2C倍率电流和第1充放电循环下，相对锂电极恒电流充电至4.6V比4.4V增加充电比容量的比率小于15%；样品XRD衍射图的2θ角20～25°区间没有对应JCPDS卡片27‑1252的Li2MnO3的衍射峰；所述的逐温区升温法如下进行：将干燥的前驱物3置于氧气体积含量在30～99%范围的富氧空气或纯氧气氛中，按照0.1～10℃/温区的加热速度从室温温区加热至780～890℃温度区间的任一温度，冷却至室温，制得掺杂稀土离子的三元正极材料。