[发明专利]球形LiNi0．5Mn1．5O4正极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料领域，涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法，具体涉及球形LiNi_0．5Mn_1．5O₄正极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池的工作电压很高，而且绿色无污染、比容量大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应。现在锂离子电池已经大量的用于移动电话、摄像机、笔记本电脑等等便携式设备。而且现在已经能大量生产的LiFePO₄为正极材料的锂离子电池已经应用于电动车之中。目前研究的比较多的是，钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等，但是他们的放电平台一般都是低于4V的，这无疑对我们的应用造成了麻烦，对于需要4V以上的我们就需要连接几节电池，这样不仅增加了重量而且导致了维护不方便、安全性能不好、影响电池功率密度和能量密度。

最近十年左右，许多的学者多高放电平台的锂离子电池正极材料做了一系列的研究，其中一种便是LiNi_0．5Mn_1．5O₄。这种正极材料有很多的优点比如较高比容量、良好的循环性能、高达4．7V的充放电平台等。但是这种正极材料也有一些缺点比如在较高温度下，由于产生的酸破坏正极材料的结构，因此容量不断发生明显衰减。同时，由于 LiNi_0．5Mn_1．5O₄ 的电压高，氧化性强，在充、放电过程中容易导致电解质的分解，使电极的循环性能变差。尖晶石 LiNi_0．5Mn_1．5O₄的可逆容量和电位较高，但实际容量及循环性能不理想，且在高电位下会加速电解液分解，提高HF的浓度，HF会与电极材料反应生成Mn⁴⁺和Mn²⁺，导致Mn的损失，破坏尖晶石结构。LiNi_0．5Mn_1．5O₄充放电过程中电压高达5V左右，使得电极表面的电解液不停地被氧化分解，沉积于电极表面，阻碍锂离子脱嵌，使其循环性能变差、容量衰减，限制了商业化应用。

目前LiNi_0．5Mn_1．5O₄材料的制备方法有很多种，主要有固相法、共沉淀法、复合碳酸盐法、溶胶-凝胶法、熔盐法、乳液干燥法及超声喷雾高温分解法等。共沉淀法是通过沉淀剂将镍锰等前驱体转化为沉淀复合物，该过程中影响到沉淀生成，例如：反应物的选择、沉淀剂的选择、沉淀的高温预处理等，这些处理工艺都会对材料性能产生很大的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供球形LiNi_0．5Mn_1．5O₄正极材料的制备方法，该发明的目的为提供一种工艺简单、操作方便、条件可控、成本低的制备电性能良好、微米球形形貌LiNi_0．5Mn_1．5O₄正极材料的方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

球形LiNi_0．5Mn_1．5O₄正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）准确称取NiSO₄·H₂O、MnSO₄·6H₂O和沉淀剂，控制NiSO₄·H₂O、MnSO₄·6H₂O的摩尔比为0．5:1．5，对沉淀剂进行溶解得溶液A，对NiSO₄·H₂O和MnSO₄·6H₂O进行溶解得溶液B；

（2）将溶液A、溶液B缓慢加入到反应釜中，添加适量添加剂，控制温度为50～60℃，搅拌速度为80 r/min，反应釜底液为NH₄OH，pH值为8，得到沉淀；

（3）对所得沉淀熟化12h，过滤，清洗，在120℃干燥12h；