[发明专利]一种原位锂醇化三元纳米片正极材料的制备方法

说明书

本发明提供一种原位锂醇化三元纳米片正极材料的制备方法，将镍盐、钴盐和锰盐加入少量的醇溶液中，磁力搅拌至盐全部溶解，然后继续加入醇溶液至80mL，标记为溶液A；向溶液A中加入3～5g聚乙烯吡咯烷酮，磁力搅拌至均匀，标记为溶液B；将上述B溶液转入100mL反应釜中，盖子留有通入气体管道的缝隙，向溶液中通入氩气，将反应釜中的空气赶出，然后迅速取出锂片，迅速放入反应釜中，加大气流量和气流速至氢气排除，然后迅速密闭反应釜；将上述反应釜置于烘箱中，190～220℃反应8～12h，将产物经过离心、用乙醇溶液洗涤3～5次，60～80℃烘箱干燥，得最终产物。本发明利用原位锂醇化与溶剂热相结合的方法制备三元纳米片正极材料，制备无污染。

技术领域

本发明涉及锂电池的技术领域，具体为一种原位锂醇化三元正极材料的制备方法。

背景技术

随着更小、更轻和更高性能的电子和通讯设备的迅速发展，人们对为这些设备提供电源的电池性能尤其对比能量提出了越来越高的要求。但是，目前已商品化的锂离子电池和MH/Ni电池的比容量已经很难继续提高。因此，迫切需要开发比能量更高的电池。锂离子二次电池作为高比能量化学电源已经广泛应用于移动通讯、笔记本电脑、摄像机、照相机、便携式仪器仪表等领域，迅速发展成为目前最重要的二次电池之一。锂离子电池作为最新一代的绿色高能蓄电池，于20世纪90年代初迅速发展起来，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。

三元材料因其价格低廉，性能稳定，被称为是锂电池的首选材料。由于三元材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(0x1,0y1)具有优于磷酸亚铁锂和钴酸锂的特性，并且根据调节镍、钴、锰的比例，可以制备出不同性能的三元电极材料。随着新能源汽车的兴起和发展，三元材料是研究的热点。然而三元材料在锂离子电池循环过程中比容量衰减相对较快，表明其电化学性能相对较差。为此，我们提供了一种原位锂醇化三元纳米片正极材料的制备方法，来解决上述内容存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原位锂醇化三元纳米片正极材料(LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(0x1,0y1))的制备方法，本发明利用原位锂醇化与溶剂热相结合的方法制备三元纳米片正极材料。该结构具有较大的比表面积，能够与电解液充分接触，进而可以提高材料的电化学性能。解决了在锂离子电池循环过程中比容量衰减相对较快电化学性能相对较差的问题。并且制备方法简单，工艺条件容易实现，能量消耗低，且制备无污染。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种原位锂醇化三元纳米片正极材料的制备方法，包括如下步骤，

第一步：将镍盐、钴盐和锰盐加入少量的醇溶液中，磁力搅拌0.5_～1h至盐全部溶解，然后继续加入醇溶液至80mL，标记为溶液A；

第二步：向溶液A中加入3_～5g聚乙烯吡咯烷酮，磁力搅拌至均匀，标记为溶液B；

第三步：将上述B溶液转入100mL反应釜中，盖子留有通入气体管道的缝隙，向溶液中通入惰性气体氩气，将反应釜中的空气赶出，然后迅速从充入惰性气体氩气的自封袋中取出锂片，迅速放入反应釜中，加大气流量和气流速至空气和少量的氢气排除，然后迅速密闭反应釜，其中使锂片、镍盐、钴盐和锰盐摩尔量比为：1:1-x-y:x:y；

第四步：将上述反应釜置于烘箱中，190_～220℃反应8_～12h，将产物经过离心、用乙醇溶液洗涤3_～5次，60_～80℃烘箱干燥，得最终产物。

优选的，所述第一步中，镍盐是硝酸镍、醋酸镍或柠檬酸镍中的一种。

优选的，所述第一步中，钴盐是硝酸钴、醋酸钴或柠檬酸钴中的一种。