[发明专利]一种锂离子电池高电压复合正极材料制备方法

摘要

一种锂离子电池高电压复合正极材料制备方法，涉及锂离子电池正极材料领域。制备前躯体：将配制好的镍盐和锰盐的混合溶液，与NaOH溶液及氨水进行反应，生成球形的Ni0.5Mn1.5(OH)4；将按配制好的镍盐、钴盐和锰盐的混合溶液、NaOH溶液及氨水加入前躯体Ni0.5Mn1.5(OH)4悬浊液中进行反应，经离心分离、洗涤、干燥后得到包覆有微量NixCoyMnz(OH)2的球形前驱体Ni0.5Mn1.5(OH)4。将制备好的前躯体与锂盐混合，经过700～900℃高温热处理制备出包覆有微量Li1+a[NixCoyMnz]O2的高电压复合正极材料LiNi0.5Mn1.5O4。本发明的优点在于：采用两步法制备前驱体更有利于产物的均匀性；包覆后的材料循环稳定性能优良。

主权项

一种锂离子电池高电压复合正极材料制备方法，其特征在于，包括前驱体的制备、前驱体的包覆、高温处理过程，具体操作步骤是：(一)前驱体的制备步骤一：按化学计量比分别称取镍源化合物和锰源化合物，在搅拌条件下用去离子水配制成Ni+Mn的浓度为0.1～4mol/L的镍锰混合溶液；步骤二：配制浓度为0.1～10mol/L的NaOH溶液；步骤三：配制浓度为0.1～20mol/L的氨水；步骤四：将步骤一、二、三中分别配制的镍锰混合溶液、NaOH溶液以及氨水用计量泵分别连续输入到带搅拌的反应器中，控制反应器内反应液的pH值为8～14，控制反应温度为30～60℃，并对反应釜内的物料进行强烈搅拌12～24h，得到带有母液的球形前驱体Ni0.5Mn1.5(OH)4；(二)前驱体的包覆步骤五：按化学计量比分别称取镍源化合物、钴源化合物和锰源化合物，在搅拌条件下用去离子水配制成Ni+Co+Mn的浓度为0.1～4mol/L的镍钴锰混合溶液；步骤六：将步骤五、二、三中分别配制的镍钴锰混合溶液、NaOH溶液、及氨水用计量泵分别连续输入到装有步骤四中的母液的反应器中，控制反应器内反应液的pH值为8～14，控制反应温度为30～60℃，并对反应釜内的物料进行强烈搅拌12～24h；步骤七：将步骤六反应后得到的物料转入固液分离器中进行固液分离，用去离子水洗涤固液分离所得的固体产物至洗涤水的pH值小于8为止，洗涤后的产物经干燥、筛分，得到包覆有微量NixCoyMnz(OH)2的球形前驱体Ni0.5Mn1.5(OH)4，其中：0＜x＜0.4，0＜y＜0.3，0.4＜z＜1，0.3＜x+y+z＜1；(三)高温处理步骤八：将步骤七中制备的前驱体与锂源化合物按照Li∶(Ni+Mn)＝0.9～1.1∶1混合均匀，在空气中于700～900℃下热处理8～48h后即获得包覆有微量Li1+a[NixCoyMnz]O2的高电压复合正极材料LiNi0.5Mn1.5O4，其中：0＜a＜1，0＜x＜0.4，0＜y＜0.3，0.4＜z＜1，0.3＜x+y+z＜1。