[发明专利]加碳化合物制备掺杂富锂固溶体正极材料的方法

摘要

本发明涉及加碳化合物制备掺杂富锂固溶体正极材料的方法,其特征在于按锂、镍、锰、钴、M的离子摩尔比为(1+x):(1-x)·y:(1+z-x·z):(1-x)·k:(1-x)·q分别称取锂、镍、锰和钴的化合物以及M化合物。将称取的镍、锰和钴的化合物混合，加入混合物总重量的1%至20%的碳化合物，再加入湿磨介质和有机弱酸，湿磨混合3～15小时，再加入锂的化合物，湿磨混合3～15小时得前驱物1；将前驱物1用干燥制得前驱物2。将前驱物2置于空气、富氧气体或纯氧气氛中,采用烧结法制得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

加碳化合物制备掺杂富锂固溶体正极材料的方法,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+ 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化合物；按照下列摩尔比例关系量取有机弱酸：(x+z‑x·z)≤ 有机弱酸摩尔数≤1; x、y、z、k的取值范围同时满足以下关系：0.25≤x≤0.50, 0.05≤y≤0.50, 0.15≤z≤0.51, 0.02≤q≤0.15, 0.05≤k≤0.30，‑0.10≤（2·(1‑x）·y + 4·(x+z‑x·z) + 3·(1‑x) ·k + 2·(1‑x) ·q – 3 ‑ x) ≤0.10；(2)将称取的镍的化合物、锰的化合物、钴的化合物和M化合物混合得到混合物1，加入混合物1总重量的1%至25%的碳的化合物得到混合物2；加入混合物2的总体积的1/10倍至15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得到干燥的前驱物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理论组成为xLi2MnO3•(1‑x)Li[NiyMnzCokMq]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，再次置于空气、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,接着置于另一空气、富氧气体或纯氧气氛的烧结炉中，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。