[发明专利]一种锂电池正极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种锂电池正极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种二次可充电电池，目前已得到较为广泛的应用。锂离子电池一般由正极、负极、隔膜、电解质和电池壳体等部分组成，其中正极材料的成本占到电池40％以上，然而正极材料的比容量却远远低于负极材料的比容量，因而锂电池在研究中具有重要的应用价值。

富锂锰基正极材料(典型化学式为xLi₂MnO₃-(1-x)LiMO₂，其中M＝Ni，Co，Mn等几种过渡金属元素的组合)，为α-NaFeO₂型六方层状结构(空间群R-3m(166))，其放电容量高达250mAh g^-1，因而在近几年的电池研究液中备受关注。在富锂锰基正极材料中研究较多的材料化学式为0.6Li₂MnO₃-0.4LiNi_0.5Mn_0.5O₂，原因是其具有较高的放电比容量，且组成化学元素中没有钴元素，因而安全、无毒。但是富锂锰基正极材料也存在倍率性能差的缺点，制约了上述材料的工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂电池正极材料及其制备方法，其旨在改善现有的富锂锰基正极材料0.6Li₂MnO₃-0.4LiNi_0.5Mn_0.5O₂倍率性能差的缺点。

本发明提供一种技术方案：

一种锂电池正极材料的制备方法，其包括：将含有乙酸锂、乙酸锰、乙酸镍的第一微乳液与含有碳酸盐的第二微乳液搅拌混合得到第三微乳液。向第三微乳液内加入水，经固液分离、洗涤得到固体，对干燥后的固体进行煅烧。

一种锂电池正极材料，由上述的锂电池正极材料的制备方法制备而成。

本发明实施例提供的锂电池正极材料及其制备方法的有益效果是：将含有乙酸锂、乙酸锰、乙酸镍的第一微乳液与含有碳酸盐的第二微乳液搅拌混合得到第三微乳液。两个分别增溶有反应物的微乳液混合，由于微乳颗粒间的碰撞、融合、分离和重组等，使反应物在微乳中互相交换、传递；引起核内化学反应，产生晶核，逐渐长大，再通过干燥和煅烧制得的纳米级微粒。其粒径小，锂离子的扩散速率大，倍率性能得到提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例一提供的锂电池正极材料的XRD图；

图2为本发明实施例一提供的固体的SEM图；

图3为本发明实施例一提供的锂电池正极材料在2.0～4.8V电压区间下的首次充放电曲线；

图4为本发明实施例一提供的锂电池正极材料在2.0～4.8V电压区间下的倍率性能图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的锂电池正极材料及其制备方法进行具体说明。

本发明提供了一种锂电池正极材料的制备方法，其包括：

将含有乙酸锂、乙酸锰、乙酸镍的第一微乳液与含有碳酸盐的第二微乳液搅拌混合得到第三微乳液。向第三微乳液内加入水，经固液分离、洗涤得到固体，对干燥后的所述固体进行煅烧。

优选地，制备第一微乳液的方法包括：将摩尔比为1.84-2.00：0.8：0.2的乙酸锂、乙酸锰、乙酸镍溶于水得到第一水相。向第一水相加入第一油相、第一表面活性剂并搅拌。

需要说明的是，在本发明中的其他实施例中，可以将第一油相、第一表面活性剂加入第一水相搅拌得到第一乳化液。

在本发明中，反应物在第三微乳液的O/W体系中进行反应，将第一油相加入第一水相可直接形成O/W体系。相应地，如果将第一水相加入第一油相会先形成W/O体系，经过不断搅拌之后会再形成O/W体系。