[发明专利]掺杂三价离子的富锂固溶体正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及掺杂三价离子的富锂固溶体正极材料的制备方法,制备过程由以下步骤组成:按照锂离子、镍离子、锰离子、钴离子、M离子的摩尔比为(1.1+0.90·x):(1-x)·y:(1+z-x·z):(1-x)·k:(1-x)·q分别称取锂、镍、锰、钴的化合物和M化合物。将称取的镍、锰、钴的化合物和M化合物混合，加入湿磨介质和有机弱酸，湿磨混合，再加入锂的化合物，湿磨混合，用真空干燥或喷雾干燥的方法干燥，置于空气、富氧气体或纯氧气氛中，采用两段烧结法或者两次分段烧结法制备富锂固溶体正极材料。本发明制备的电极材料组成均匀，具有优秀的放电性能，特别是在大电流条件下放电的循环性能佳。

主权项

掺杂三价离子的富锂固溶体正极材料的制备方法,其特征在于制备过程由以下步骤组成:(1)按照锂离子、镍离子、锰离子、钴离子、M离子的摩尔比为 (1.1+0.90·x) : (1‑x)·y : (x+z‑x·z) : (1‑x) ·k  :  (1‑x) ·q分别称取锂的化合物、镍的化合物、锰的化合物、钴的化合物和M的化合物；按照下列摩尔取值范围取有机弱酸：(x+z‑x·z)≤ 有机弱酸摩尔数≤x+(1‑x)·(z+y+k+q); x、y、z、q、k的取值范围同时满足以下关系：0.25≤x≤0.60, 0.05≤y≤0.55, 0.1≤z≤0.5, 0.02≤q≤0.15, 0.05≤k≤0.30, 2·y+4·z+3·k+3·q‑2.9=0 ； (2)将称取的镍的化合物、锰的化合物、钴的化合物和M的化合物混合，加入固体总体积的1/10倍至10倍体积的湿磨介质，加入有机弱酸，湿磨混合3小时～15小时，再加入锂的化合物，湿磨混合3小时～15小时得到前驱物1；将前驱物1用真空干燥或喷雾干燥的方法制备干燥的前驱物2；将前驱物2置于空气、富氧气体或纯氧气氛中,采用两段烧结法或者两次分段烧结法制备组成为xLi2MnO3•(1‑x)Li[Li0.10NiyMnzCokMq]O2的富锂固溶体正极材料；所述的两次分段烧结法如下进行:将前驱物2置于空气、富氧气体或纯氧气氛中，在300℃～550℃温度区间的任一温度烧结3小时～15小时,冷却至室温制得母体预烧料；将母体预烧料粉碎及过筛后，置于空气、富氧气体或纯氧气氛中,在800℃～1050℃温度区间的任一温度烧结3小时～24小时,制备富锂固溶体正极材料；所述的两段烧结法如下进行:将前驱物2置于空气、富氧气体或纯氧气氛中，在300℃～550℃温度区间的任一温度烧结3小时～15小时,接着置于另一烧结炉在空气、富氧气体或纯氧气氛中于800℃～1050℃温度区间的任一温度烧结3小时～24小时, 制备富锂固溶体正极材料。