[发明专利]一种改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备工艺

摘要

本发明公开了一种改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备工艺，将锰盐、镍盐材料混合通过溶胶凝胶法制备镍锰前驱体，镍锰前驱体、锂盐、再掺杂F‑或F‑与金属阳离子，采用三维斜式混合机混合，经过预烧结、高温烧结，加入金属氧化物进行混合包覆，最后经低温烧结、气流粉碎和分级获得镍锰酸锂成品。本发明能有效的改善电池正极材料镍锰酸锂的高温性能、电化学循环性能和放电比容量。

主权项

1.一种改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：(1)锰盐、镍盐材料的的准备：将锰盐、镍盐材料按Mn:Ni摩尔比为3:1进行配料混合；所述锰盐材料为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰中的一种或几种；所述镍盐材料为硫酸镍、氯化镍、硫酸镍中的一种或几种；(2)溶胶凝胶法制备镍锰前驱体：将步骤(1)所得的混合物加入螯合剂中，用碳酸氢氨调节pH在8～10，搅拌至粘稠，搅拌状态下加入纯净水，制作成金属Mn+Ni离子浓度为100～150g/l的溶液，加入助沉剂至沉淀完全，过滤，沉淀物干燥，得到镍锰前驱体；所述螯合剂为聚乙二醇-1000、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-4000和聚乙二醇-10000中的一种或两种；所述螯合剂的质量为金属Mn+Ni质量的80～120％；所述助沉剂为羟甲基纤维素，其加入的质量为金属Mn+Ni质量的3～5％；(3)三维斜式混合：采用三维斜式混合机将步骤(2)所得的镍锰前驱体与锂盐及阴离子F-化合物在介质下进行分散、混合2.5～3.5h，得掺杂混合物；所述锂盐材料为碳酸锂；(4)预烧结：将步骤(3)所得的掺杂混合物装入匣钵，送入推板窑进行烧结，烧结过程不间断的充入氧气，烧结温度500～600℃，恒温时间4～6h，得预烧结物料；(5)高温烧结：将步骤(4)所得的预烧结物料装入匣钵，送入推板窑进行烧结，烧结过程不间断的充入氧气，烧结温度800～900℃，恒温时间9.5～10.5h，得高温烧结物料；(6)混合包覆：采用三维斜式混合机将步骤(5)所得的高温烧结物料与纳米级金属氧化物在介质下进行分散、混合包覆，混合时间为2.5～3.5h，得混合包覆物料；(7)第三次低温烧结：将步骤(6)所得的混合包覆物料烧结，烧结温度为300～400℃，恒温时间4～6h；(8)后处理：将步骤(7)所获得的产品进行气流粉碎、分级即获得改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂成品。