[发明专利]一种富锂锰基正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种富锂锰基正极材料及其制备方法。该方法是先制得前驱体[Ni_{(x-y/2)/(x+(2-x)/3)}Co_{y/(x+(2-x)/3)}Mn_{((2-x)/3-y/2)/(x+(2-x)/3)}](OH)₂，然后将前驱体与锂的化合物混合均匀，压实，在高温下进行烧结，得到富锂锰基正极材料Li[Li_(1-2x)/3Ni_x-y/2Co_yMn_(2-x)/3-y/2]O₂，其中0＜x＜0.5，0≤y≤0.15。本发明的制备方法工艺简单，成本低，适用于工业化大生产。本发明制备的富锂锰基正极材料在-20℃下的放电容量可达到25℃下放电容量的70%。采用本发明所制得的材料组装成的锂离子电池，可广泛应用于电动汽车、通信等领域。

主权项

一种富锂锰基正极材料的制备方法，其特征是，其步骤如下：（1）将可溶性镍、锰、钴盐按摩尔比(x‑y/2)/(x+(2‑x)/3):[(2‑x)/3‑y/2]/(x+(2‑x)/3):y/(x+(2‑x)/3)溶于去离子水中，配制成金属离子总浓度为0.1～3mol/L的混合溶液，其中0＜x＜0.5，0≤y≤0.15；（2）配制碱溶液或碱与氨水的混合溶液，碱溶液浓度为0.1～6mol/L；碱与氨水的混合溶液中碱的浓度为0.1～6mol/L，氨水浓度为0.05～3mol/L；（3）在反应釜中加入占反应釜总容积20%～30%的去离子水，将（1）中配制的镍、锰、钴盐的混合溶液和（2）中配制的碱溶液或碱与氨水的混合溶液分别同时均匀连续地泵入到反应釜中，并对反应釜内的物料进行加热搅拌，控制反应釜内反应体系的温度、反应pH值，进行共沉淀反应，反应结束后将沉淀产物进行过滤、洗涤、烘干，得到前驱体[Ni_{(x‑y/2)/(x+(2‑x)/3)}Co_{y/(x+(2‑x)/3)}Mn_{((2‑x)/3‑y/2)/(x+(2‑x)/3)}](OH)₂；（4）将（3）中制备的前驱体与锂的化合物按锂的摩尔数与镍、锰、钴总摩尔数之比为[(1+(1‑2x)/3)/(x+(2‑x)/3)+z]:1混合均匀，其中0＜x＜0.5，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1；将混合好的粉料进行压实，然后在高温下进行烧结，得到富锂锰基正极材料。