[发明专利]一种富锂锰基正极材料的微波烧成方法

说明书

本发明提供一种富锂锰基正极材料的微波烧成方法，其包括以下步骤：S1、将锂、镍的氧化物或碳酸盐，与按比例称取的电解二氧化锰，再添加锆的氧化物，加少量水进行球磨，并在该浆料体系中加入适量分散剂，使之达到较好的分散效果，且较高的固含量；S2、将球磨混合好后的浆料直接装入待烧匣钵中，在微波控制加热炉中加热；反应30～60分钟后，停止微波加热，并迅速降温，使待烧成材料形成固熔体。本发明提供了采用氧化物直接合成富锂锰基正极材料的方法，更环保，更经济；采用微波烧成技术，并且添加了对微波敏感物质，使微波加热效率提高，整体能源消耗大幅下降；材料保证高容量同时，其低温性能有所改善。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及的是一种富锂锰基正极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池因具有高能量、高容量、体积小、重量轻、对环境友好等优点，自商品化以来，已经在移动电话，笔记本电脑，数码相机等便携式电子产品上得到了广泛应用，并正朝向电动汽车，航空航天及军用通讯设备等领域取代传统能源供给，越来越广泛的需求对锂离子电池的温度特性有了更高的要求。在我国北方，电动汽车在冬季通常会遭遇-10℃以下的低温，许多军用设备也要求电源能在-20℃以下工作。而在低温环境，尤其是-20℃以下，锂离子电池的性能要远低于其常温性能。因此，改善锂离子电池的低温特性成为了推动锂离子电池应用和发展的一个重要方向。

富锂锰基正极材料Li[Li_(1-2x)/3Ni_xMn_(2-x)/3]O₂是Li₂MnO₃与LiNi_0.5Mn_0.5O₂所形成的固溶体，YoungSH的文章报道Li[Ni_0.20Li_0.20Mn_0.60]O₂在2.0-4.8V，20mA/g充放电下，材料的首次放电比容量达到288mAh/g，高压下呈现出很高的放电比容量，目前已经在江特锂电池材料有限公司实现商品化，该材料还具有循环性能好，是一种很有发展前景的锂离子电池正极材料。

但是富锂锰基正极材料Li[Li_(1-2x)/3Ni_xMn_(2-x)/3]O₂存在电导率较低，低温性能较差等缺陷，这制约着其在电动汽车及航空航天等领域的应用，因此迫切需要对其进行低温性能改善，进一步推动其应用领域。并且采用化学共沉淀方法先生产前驱物的方法，虽然制备物纯度高，活性好，但易于造成水污染，成本过高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种富锂锰基正极材料的微波烧成方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种富锂锰基正极材料的微波烧成方法，其包括以下步骤：

S1、将锂、镍的氧化物或碳酸盐，与按比例称取的电解二氧化锰，再添加锆的氧化物，加少量水进行球磨，并在该浆料体系中加入适量分散剂，使之达到较好的分散效果，且较高的固含量；

S2、将球磨混合好后的浆料直接装入待烧匣钵中，在微波控制加热炉中加热；反应30～60分钟后，停止微波加热，并迅速降温，使待烧成材料形成固熔体。

进一步地，步骤S1中锂的氧化物或碳酸盐是氧化锂、氢氧化锂、碳酸锂中的一种或几种；镍的氧化物或碳酸盐是氧化镍、碳酸镍、硝酸镍中的一种或几种；锆的氧化物是氧化锆、氢氧化锆中的一种或两种。

进一步地，步骤S1中，按Li：Ni：Mn：Zr摩尔比为1.5：0.3：0.7：0.01；

进一步地，步骤S1中，加水量为使体系固含量控制在85％-95％之间。