[发明专利]基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及全元素直接沉淀制备锂离子电池正极材料领域，具体地，涉及基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料及其制备方法。

背景技术

自2001年M.M.Thackeray和J.R.Dahn分别构建报道了一种利用结构单元而不是简单的阳离子或者阴离子掺杂来稳定层状材料的晶体结构的正极材料之后，富锂锰基正极材料因其放电比容量大、充放电平台高而受到了广泛地关注，逐渐成为了目前最具潜力的动力锂离子电池正极材料之一。

而常规制备方法通常是先制备不含有锂的前驱体，再将上述前驱体与含有锂离子的原料进行混合制备正极材料。

因此，提供一种能将含有锂的原料与其他原料一步法混合，且进一步提高制得的正极材料的充放电循环性能的基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料及其制备方法是本发明亟需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中常规制备方法通常是先制备不含有锂的前驱体，再将上述前驱体与含有锂离子的原料进行混合制备正极材料，使得方法较为繁杂的问题，从而提供一种能将含有锂的原料与其他原料一步法混合，且进一步提高制得的正极材料的充放电循环性能的基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：

1)将至少含有锂盐、镍盐和锰盐的混合溶液和沉淀剂混合后，向其中加入络合剂至pH为8-11，反应10-20h后过滤，将过滤后的沉淀经洗涤后，干燥，制得前驱体；

2)将步骤1)中制得的前驱体与溶剂混合，制得混合物，在搅拌条件下，向上述混合物中滴加纳米二氧化钛悬浊液，制得混合液；

3)将步骤2)中制得的混合液在400-600℃之间预热处理2-3h后，再置于温度为700-950℃的条件下保温18-22h后，将温度降至400-600℃退火20-30h，制得基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料。

本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料。

通过上述技术方案，本发明将全元素直接混合制得的混合溶液和沉淀剂以及络合剂在一定条件下反应，制得前驱体，而后将上述前驱体在搅拌条件下滴加入纳米二氧化钛悬浊液，再将上述混合后的混合液经预热、保温和退火处理，制得基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料，从而使得通过上述方式制得的基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料不仅操作相对简单，且其具有更好的充放电性能和循环性能，大大提高了其使用性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供了一种基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：

1)将至少含有锂盐、镍盐和锰盐的混合溶液和沉淀剂混合后，向其中加入络合剂至pH为8-11，反应10-20h后过滤，将过滤后的沉淀经洗涤后，干燥，制得前驱体；

2)将步骤1)中制得的前驱体与溶剂混合，制得混合物，在搅拌条件下，向上述混合物中滴加纳米二氧化钛悬浊液，制得混合液；

3)将步骤2)中制得的混合液在400-600℃之间预热处理2-3h后，再置于温度为700-950℃的条件下保温18-22h后，将温度降至400-600℃退火20-30h，制得基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料。

上述设计通过将全元素直接混合制得的混合溶液和沉淀剂以及络合剂在一定条件下反应，制得前驱体，而后将上述前驱体在搅拌条件下滴加入纳米二氧化钛悬浊液，再将上述混合后的混合液经预热、保温和退火处理，制得基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料，从而使得通过上述方式制得的基于纳米二氧化钛改性的锂离子电池正极材料不仅操作相对简单，且其具有更好的充放电性能和循环性能，大大提高了其使用性能。