[发明专利]掺钛镍钴锰三元材料的制备方法

摘要

本发明涉及掺钛镍钴锰三元材料的制备方法，其特征在于所述的钛的化合物为Ti4O7、Ti2O3、Ti3O4、二氧化钛、三氯化钛、四氯化钛、硝酸钛、钛酸、钛酸四乙酯、钛酸异丙酯、钛酸四丁酯、三异丙醇甲基钛、四异丙氧基钛、三异硬脂酸钛酸异丙酯或三异硬脂酸钛酸异丙酯等钛的化合物。将镍、钴、锰和钛的化合物混合，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,采用程序升温方法或逐区间升温法制得掺钛镍钴锰三元材料。本发明的原料成本较低,原料来源广泛,制备工艺简单,操作简便，耗时少。

主权项

掺钛镍钴锰三元材料的制备方法，其特征在于：按照镍、钴、锰、锂、钛离子的摩尔比x:y:z:k:m分别称取镍的化合物、钴的化合物、锰的化合物、锂的化合物和钛的化合物；将镍的化合物、钴的化合物、锰的化合物和钛的化合物混合得到混合物1；加入混合物1的总体积的1～50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酸度落在pH 10.0～13.5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；在没有氧气的氮气、氩气或氦气惰性气氛下于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130℃～260℃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130℃～260℃区间的任一温度制备干燥的前驱物3；将干燥的前驱物3置于富氧空气或氧气氛中,采用程序升温法或逐温区升温法制得掺钛三元正极材料；所述称取的镍的化合物、钴的化合物、锰的化合物、锂的化合物和钛的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、钛离子的摩尔比x:y:z:k:m满足以下关系:x:y:z:m=(0.48～0.52):(0.17～0.20):(0.22～0.29):(0.01～0.08),0.95≤k≤1.10,且x + y + z + m = 1；或x:y:z:m=(0.58～0.62):(0.17～0.20):(0.12～0.19):(0.01～0.08),0.95≤k≤1.10,且x + y + z + m = 1；或x:y:z:m=(0.78～0.82):(0.06～0.10):(0.03～0.09):(0.01～0.07),0.95≤k≤1.10,且x + y + z + m = 1；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%范围的富氧空气或氧气氛中，按照0.1～5℃/温区的加热速度从室温温区加热至800～880℃温度区间的任一温度，冷却至室温，制得掺钛三元正极材料；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。