[发明专利]空心微球结构锂离子电池三元正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种空心微球结构锂离子电池三元正极材料及其制备方法。该材料是由LiNi_xCo_yMn_zO₂一次颗粒组装而成的空心微球，所述微球的直径不大于20μm，所述一次颗粒的直径不大于600nm，其中x、y、z分别为对应元素的摩尔数占Ni、Co和Mn三种元素的总摩尔数的比例，0.5≤x≤0.6，0.1≤y≤0.2，0.2≤z≤0.3，且x+y+z＝1。本发明采用溶胶‑凝胶法对其进行制备。本发明的空心结构的微球比表面积比较大，与电解液的接触很充分，对于减少锂离子扩散阻抗有很大的好处。本发明的正极材料循环稳定性好，可以减轻循环过程中因体积膨胀引起的材料本身结构的破坏。

主权项

1.一种空心微球结构锂离子电池三元正极材料，其特征在于，是由LiNixCoyMnzO2一次颗粒组装而成的空心微球，所述微球的直径不大于20μm，所述一次颗粒的直径不大于600nm，其中x、y、z分别为对应元素的摩尔数占Ni、Co和Mn三种元素的总摩尔数的比例，0.5≤x≤0.6，0.1≤y≤0.2，0.2≤z≤0.3，且x+y+z=1；所述空心微球结构锂离子电池三元正极材料的制备方法包括以下步骤：步骤一，按照上述LiNixCoyMnzO2中各元素的摩尔比称取可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性锰盐和可溶性锂盐溶于水中形成溶液A；称取规定量的柠檬酸溶于水中形成溶液B；步骤二，将所述溶液B逐滴缓慢加入所述溶液A中，之后进行搅拌，直至形成溶胶后停止搅拌；当所述溶液A中的全部金属离子的总浓度为0.2mol/L以下时，步骤二中所述搅拌为一步搅拌：在75‑85℃下搅拌5‑6h；当所述溶液A中全部金属离子的总浓度为0.2mol/L以上时，步骤二中所述搅拌为二步搅拌：首先在55‑65℃下搅拌2‑4h，然后在75‑85℃下搅拌3‑6h；步骤三，将步骤二得到的所述溶胶烘干，得到干凝胶；步骤四，将所述干凝胶进行烧结处理，随炉冷却后得到LiNixCoyMnzO2空心微球，其中所述烧结处理具体为：首先，在440‑460℃下预烧5.5‑6.5h，然后在890‑910℃下烧结11.5‑12.5h。