[发明专利]用于高容量锂离子电池正极材料0.5Li2MnO3·0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种用于高容量锂离子电池正极材料0.5Li₂MnO₃·0.5LiMn_1/3Ni_1/3Co_1/3O₂及其制备方法。

背景技术

化石燃料是当今能源经济的基础，随着石油需求上升、不可再生资源枯竭、石油输出国政局动荡，以及二氧化碳过度排放，汽车排放的尾气导致的大城市污染和交通拥堵问题日益突出，迫切需要我们寻找更高级的清洁能源。锂离子电池因其电压高、能量密度高、循环寿命长、环境污染小等优点倍受青睐，近几年，作为新能源汽车“心脏”的动力锂离子电池得到了迅锰发展，特别是在我国“十二五”发展规划中对“新能源”、“新材料”产业板块的政策重点扶植下，随着电子信息技术的快速发展，锂离子电池行业的热度再次急剧升温，受到了人们的格外重视，正极材料作为目前锂离子电池中最关键的材料，它的发展也最受关注。

近年来锰基层状富锂氧化物xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(M＝Ni，Co，Ni_1/2Mn_1/2，Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3等)引起了广泛的关注，这是因为该材料在2～4.8V范围内的嵌锂容量可高达250mAh/g以上，既能提供高电压又能提供高容量从而提高能量密度，而且主要含资源丰富的锰，成本低，但是这类材料存在首次容量损失大，倍率性能较差以及电压降等的问题。因此制备不可逆容量损失小的锰基层状富锂氧化物是锂离子电池正极材料的重点研究方向之一。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种用于高容量锂离子电池正极材料0.5Li₂MnO₃·0.5LiMn_1/3Ni_1/3Co_1/3O₂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法获得的用于高容量锂离子电池正极材料0.5Li₂MnO₃·0.5LiMn_1/3Ni_1/3Co_1/3O₂。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于高容量锂离子电池正极材料0.5Li₂MnO₃·0.5LiMn_1/3Ni_1/3Co_1/3O₂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在搅拌的条件下，将化学计量比的二水合乙酸锂、四水合乙酸锰、四水合乙酸镍和四水合乙酸钴加入到去离子水中，持续搅拌20～40min后，升温至50～60℃使加入的金属盐完全溶解，得到金属盐溶液；

(2)在搅拌的条件下，将聚乙二醇(PEG)加入到步骤(1)得到的金属盐溶液中，持续搅拌10～30min后，得到反应液A；

(3)在搅拌的条件下，将质量百分比浓度为10％～20％的H₂C₂O₄溶液加入到步骤(2)得到的反应液A中，生成草酸盐然后升温至80～90℃，恒温10～12h，得到粉红色沉淀B；

(4)将步骤(3)得到的粉红色沉淀B在100～120℃的真空干燥5～10h后将其取出，然后加热至450℃～500℃，恒温3～5h，冷却后取出研磨均匀，压片，再升温至800～1000℃烧结8～12h，即可得到所述用于高容量锂离子电池正极材料0.5Li₂MnO₃·0.5LiMn_1/3Ni_1/3Co_1/3O₂。

优选的，步骤(1)中升温至55℃溶解金属盐。在50～60℃时，PEG能够作为良好的分散剂溶于水中。

优选的，步骤(2)中所述的反应液A中聚乙二醇的质量百分比浓度为5～20％。

优选的，步骤(2)中所述的聚乙二醇(PEG)平均相对分子量为400～10000。