[发明专利]多孔性层状LNMCO(简称333材料)合成新方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔性层状LNMCO(简称333材料)合成新方法，是一种锂离子电池材料，特别是正极材料属锂离子电池的技术领域。

背景技术

锂离子电池作为二次绿色电池已在便捷式电子设备等许多领域得到了广泛应用，并开始拓展电动汽车等大容量电池市场。由于市场化的正极材料容量低、成本高，难以满足电子产品和设备对高容量及低成本的要求，近年来容量高、价格低廉和循环稳定性好的正极材料正引起广泛关注。

本材料起源于2001年，目前已广泛开展LNMCO(简称333材料)的应用性研究它具有成本低，毒性小、“绿色” 环保、高比能、高比功是Li₂Co₃的最佳代用材料。

发明内容

本发明的目的克服现有锂电池正极材料中某些不足，如：锂钴氧：价格高、钴是有毒元素，锂锰氧：放电比容量底、高温性能不佳、二价锰溶于电解液，锂镍氧：结构不稳定合成难度大，磷酸铁锂系：低温性能差合成的批次稳定性差等诸多原因。研发多孔层状LNMCO(简称333材料)合成新方法，制备的锂离子电池正极材料，比容量高、循环寿命长、安全性能好，价格低廉等优势。多孔性层状Li（Ni_1/3 Co_1/3 Mn_1/3）O₂合成新方法：以锂、钴、镍、锰的醋酸盐的混合溶液，并在其溶液内含0.10～0.2mol间苯二酚与甲醛助熔体系，通过加热缩合成醛树脂（酚醛缩合物）稀溶液为载体的含有各种盐胶凝产物，将其在800～900℃煅烧而后退火至700℃保温24h。煅烧后成泡沫状多孔层状产物。Li（Ni_1/3 Co_1/3 Mn_1/3）O₂具有和LiCoO₂十分相似的α-2NaFeO₂层状结构，其中过渡金属元素Co 、Ni、Mn分别以+3、+2、+4价态存在。锂离子占据岩盐结构的3a位，镍、钴和锰离子占3b位，氧离子占据6c位。参与电化学反应的电对分别为Ni²⁺/Ni³⁺、Nn³⁺/和Co³⁺/ Co⁴⁺。Li（Ni_1/3 Co_1/3 Mn_1/3）O₂在不同温度及倍率下结构变化小，所以材料具有很好的稳定性。Li（Ni_1/3 Co_1/3 Mn_1/3）O₂由于采用镍锰取代价格昂贵的钴，使材料具有相对低廉的价格。

附图说明

图1为发明专利多孔性层状LNMCO(简称333材料)合成新方法的层状结构；

图2为发明专利多孔性层状LNMCO(简称333材料)合成新方法的SEM图；

图3为发明专利多孔性层状LNMCO(简称333材料)合成新方法的SRD图；

图4为发明专利多孔性层状LNMCO(简称333材料)合成新方法的循环性能图；

多孔性层状LNMCO(简称333材料)合成新方法：以锂、钴、镍、锰的醋酸盐的混合溶液，并在其溶液内含0.10～0.2mol间苯二酚与甲醛助熔体系，通过加热缩合成醛树脂（酚醛缩合物）稀溶液为载体的含有各种盐的胶凝产物，将其在800～900℃煅烧而后退火至700℃保温24h。煅烧后成泡沫多孔层状产物。还可以在其混合溶液中添加不同的络合剂络合，搅拌得到凝胶物，烘干后进行煅烧得产物。

实施案例