[发明专利]一种高倍率富锂正极材料的改性方法

摘要

本发明属于锂离子电池正极材料和电化学领域。高容量和循环性能稳定的富锂材料无法满足高功率锂离子电池快速充放电的要求。表面改性的富锂材料包括包覆层MnO₂和主相Li[Ni_xLi_1/3-2x/3Mn_2/3-x/3]O₂(1/5≤x≤1/3)，两者质量比为0-6％，该制备方法如下：将得到的富锂正极材料Li[Ni_0.2Li_0.2Mn_0.6]O₂分散在0.194-1.17g/L的MnSO₄溶液中超声1h，然后强烈搅拌2h，然后将0.122-0.731/L的Na₂CO₃溶液通过蠕动泵滴入到强烈搅拌的MnSO₄溶液中，滴完后将溶液过滤，在120℃烘干，然后再在300-500℃烧结4-8h，即得表面改性的Li[Ni_xLi_1/3-2x/3Mn_2/3-x/3]O₂(1/5≤x≤1/3)。本发明降低了富锂材料的首次不可逆容量损失，极大改善了高倍率下的循环性能，能满足高功率锂离子电池要求。

主权项

1、一种高倍率富锂正极材料的改性方法，包括如下步骤：1)按分子式Li[NixLi1/3-2x/3Mn2/3-x/3]O2(1/5≤x≤1/3)中Ni、Mn的比例配制NiSO4和MnSO4的混合溶液，阳离子浓度为1-3mol/L；2)用蠕动泵将混合溶液和LiOH溶液共同滴加到反应釜中，并控制pH值在9-12之间，水浴加热60℃。反应完毕后，过滤、洗涤，在120℃的真空干燥箱内干燥12h后得到前驱体M(OH)2(M＝Mn，Ni)；3)将前驱体与LiOH·H2O按分子式Li[NixLi1/3-2x/3Mn2/3-x/3]O2中的比例混合均匀后，在空气气氛下450℃保温6-10h，在700-950℃下保温10-20h，随炉冷却到室温，得到锂离子电池正极材料Li[NixLi1/3-2x/3Mn2/3-x/3]O2(1/5≤x≤1/3)；其特征在于：4)将步骤3)中制得的Li[NixLi1/3-2x/3Mn2/3-x/3]O2(1/5≤x≤1/3)溶解在浓度为0.194-1.178g/L的MnSO4溶液中，超声分散1h然后强烈搅拌2h，向其中滴入浓度为0.122-0.731g/L的Na2CO3溶液，过滤，在120℃下烘干；5)将烘干后的Li[NixLi1/3-2x/3Mn2/3-x/3]O2(1/5≤x≤1/3)在300-500℃下烧4-8h即得高倍率表面改性锂离子电池正极材料Li[NixLi1/3-2x/3Mn2/3-x/3]O2(1/5≤x≤1/3)。