[发明专利]一种富锂锰基锂电池用正极材料的制备方法及材料

摘要

本发明提供了一种富锂锰基锂电池用正极材料的制备方法，向碱性沉淀剂和络合剂溶液中先后加入含加镍、钴和锰的盐类溶液以及含金属M的盐溶液制得前驱体，将前驱体粉体材料与锂源化合物混合经高温热处理后制得材料。采用本发明方法制备的富锂锰基正极材料的颗料具有明显的核壳结构，可减少电极极化，有效抑制过渡金属的溶解和氧气的释放，使得材料具有优异电化学性能，倍率性能和循环稳定性好，工作电压高。同时本发明引入金属M元素采用溶液湿法，工艺简单，反应条件容易控制，能耗低，适合产业化生产。

主权项

1.一种锂二次电池用正极材料的制备方法，材料的化学通式为Li_aMn_bNi_cCo_dM_xO₂，其中1<a≤1.5，0.4≤b≤0.7，0<c≤0.4，0<d≤0.4，0<x≤0.5且b>c>d，其特征在于：按以下步骤依序进行，第Ⅰ步：将符合材料化学通式中过渡金属离子计量比的过渡金属盐溶液、碱金属氢氧化物或/和碱金属的碳酸盐溶液与络合剂溶液混合，保持pH值为7.50～8.50，体系温度为40～70℃；所述过渡金属盐为包含镍、钴和锰的盐类；络合剂为氨水、碱金属氢氧化物或可溶于水的有机胺化合物的一种或多种；第Ⅱ步：在第Ⅰ步反应停止后，再向反应后的体系中加入含金属M的盐溶液，期间保持反应体系的pH值为7.50～8.50，温度为40～70℃，反应一定时间后得到前驱体材料，所述金属M为含Sn、Nb、Mo、Zr、W、Ge、Y、La、Ce、Nd、Hf、Ta的化合物的一种或者多种，金属M与过渡金属元素的摩尔质量比不低于材料化学通式的元素化学计量比；沉淀剂碱金属氢氧化物或/和碱金属的碳酸盐的用量为阴离子的摩尔质量不少于过渡金属阳离子和M金属阳离子的总摩尔质量第III步：将第Ⅱ步制得的前驱体材料经干燥后的粉体与锂源化合物混合，在温度300～700℃下保温3～6小时，再升温至温度700～1000℃保温至少6小时；所述锂源化合物的用量为锂的摩尔质量与过渡金属元素的摩尔质量比符合材料的化学通式中的元素化学计量比。