[发明专利]一种尖晶石相‑三元层状氧化物纳米复合正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种尖晶石相‑三元层状氧化物纳米复合正极材料的制备方法，属于新能源技术领域。本方法采用常温搅拌法包覆，具体包括两个步骤：表面修饰的前驱体制备、尖晶石包覆锂离子电池三元层状氧化物正极材料的制备。本方法包覆流程简单易行，包覆过程并入到制备前驱体过程中；包覆层完整；包覆层为多级结构(包括尖晶石包覆层和过渡层包覆层)，使得包覆层与本体相结合更加紧密，达到原子尺度结合。本发明方法合成工艺简单，生产效率高，适宜规模化生产，并且几乎不增加原料成本与工艺成本、所需原料无毒、生产过程无需特殊防护，反应条件容易控制，所得到的产物具有产量大、结果重复性好等优点。

主权项

一种尖晶石相‑三元层状氧化物纳米复合正极材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：(1)表面修饰前驱体的制备：按照x:y:(1‑x‑y)的摩尔配比将NiSO4、CoSO4、MnSO4溶于50mL水中，其中x≦0.9,y≦0.33，使金属离子的总摩尔浓度大于1‑3mol/L，得到金属离子混合溶液，或者按照x:y:(1‑x‑y)的摩尔配比将NiSO4、CoSO4、MnSO4溶于50mL水中，其中x≦0.3,y≦0.3，使金属离子的总摩尔浓度大于1‑3mol/L，得到金属离子混合溶液，或者按照x:(2/3‑3/x)的摩尔配比将NiSO4、MnSO4溶于50mL水中，其中x≦4.5，使金属离子的总摩尔浓度大于1‑3mol/L，得到金属离子混合溶液；再配置摩尔浓度大于1mol/L的碳酸盐溶液50mL或者草酸盐溶液50mL或者氢氧化物溶液50mL，磁力搅拌下将配置的溶液缓慢加入到上述金属离子混合溶液中，产生沉淀物，向沉淀物中通入惰性保护气氛，同时加入pH调节试剂使pH值为7～12，0.5～5时后通入氧化性气氛，加热至40～80℃，待反应完全后，离心分离，分别用去离子水及无水乙醇清洗沉淀物2次，将沉淀物置于80℃真空烘箱中干燥12小时，得到表面修饰前驱体，所述的氧化性气氛为氧气或空气；(2)尖晶石包覆锂离子电池三元层状氧化物正极材料的制备：按照Li:(Ni+Co+Mn)＝(105+α)/100的摩尔比例，其中‑30≤α≤30，或者Li:(Ni+Co+Mn)＝(150+α)/100的摩尔比例，其中‑30≤α≤30，或者Li:(Ni+Mn)＝(150+α)/100的摩尔比例，其中‑30≤α≤30，将上述步骤(1)制备的表面修饰前驱体与氢氧化锂或者碳酸锂研磨并混匀，置于马弗炉中，以3～5℃/min的升温速率，在700～1000℃下煅烧处理12～24小时，自然冷却至室温，得到尖晶石相‑三元层状氧化物纳米复合正极材料。