[发明专利]一种BiOF包覆的镍锰酸锂正极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料的制备方法。

背景技术

随着电动汽车的发展,对于电极材料的要求越来越高,尤其是正极材料,镍锰酸锂正极材料具有较高的电压平台,因此作为动力电池材料具有广泛的应用前景。目前，镍锰酸锂材料在使用中存在电化学循环性能比较差的问题。为解决这一问题，目前的研究主要集中在金属离子掺入替代部分锰离子，不同元素掺杂后镍锰酸锂材料的电压会发发生变化。

镍锰酸锂的掺杂包括金属离子掺杂和非金属离子掺杂，金属离子的掺杂主要是采用与O^-2键合能力较强的离子取代部分Ni²⁺,某些金属离子的掺入可以提高电池的工作电压，而掺入非金属离子主要是采用电负性大的离子取代部分O^-2。

Mohamed Aklalouch等采用燃烧法合成了LiCr_0.2Ni_0.4Mn_1.4O₄正极材料粉末，将蔗糖与反应原料混合后燃烧得到初步产物，初步产物在不同温度下进行结晶化处理，制备颗粒尺寸大小不同的粉末材料。研究者重点研究了不同颗粒尺寸的材料在25，55℃下的电化学性能，研究表明，合成温度较低、颗粒尺寸小的粉末表现出较高的容量，但是颗粒尺寸小的粉末表现出较差的循环稳定性，750℃条件下处理的材料在55℃下循环不到40次比容量降到80mAh/g以下

发明内容

本发明旨在提供一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料的制备方法，以氧化镍、碳酸锰和碳酸锂为原料，并加入碳单质，制得纯相镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料，并对该正极材料进行BiOF包覆，所得BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料在循环100次后比容量保持率为88.9％，极大提高了镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料的循环稳定性能。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取0.37g氧化镍、1.75g碳酸锰和0.82g碳酸锂，将三者放入球磨机中，然后加入0.67g石墨粉，将上述四种物料搅拌均匀，得到混合料一，再向混合料一中加入氧化锆球，然后以转速为300r/min球磨5h，得到均匀的混合料二；

(2)将球磨后的混合料二放入烘箱进行烧结，烧结后自然冷却至室温，得到镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料；

(3)将Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于去离子水中，加入质量分数为15％的柠檬酸溶液和氟化铵晶体,用氨水调节pH为8-9；

(4)将步骤(3)所得溶液与步骤(2)所得镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料混合均匀，放入烘箱中于90℃烘干，然后进行烧结，先升温至300℃保温1.5h，再升温至500℃下烧结3h，得到BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料粉末。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料的制备方法，其中，步骤(1)氧化锆球与混合料一的质量比为12:1。

前述的一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料的制备方法，其中，步骤(2)烧结的具体过程为：先升温至500℃保温1h,然后升温至900℃烧结3h。