[发明专利]一种微纳层次结构的富锂正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种微纳层次结构的富锂正极材料及其制备方法，所述正极材料的化学式为Li1.2Co0.4 Mn0.4O2，制备步骤如下一、取醋酸锰和醋酸钴溶解在乙二醇溶液中，通过溶剂热反应得到纳米级球状结构的羧基醇盐固溶体；二、将羧基醇盐固溶体通过高温煅烧生成氧化物(Co0.5Mn0.5)3O4；三、将氧化物(Co0.5Mn0.5)3O4与锂盐均匀混合，得到前驱体；四、将前驱体置入马弗炉中高温煅烧，得到具有微纳层次结构的富锂正极材料。本发明所制备的正极材料的一次颗粒为纳米级球状结构，具有Li+扩散路径短、比表面积大与电解质充分接触的优点，有效地提高材料的容量，以及倍率性能，同时二次颗粒为微米级类球状粒子，其表面能低，不易团聚、化学性质稳定，能够很好地维持材料的循环性能。

主权项

微纳层次结构的富锂正极材料的制备方法，所述富锂正极材料具有微纳层次结构，一次颗粒为纳米级球状结构，直径为100~150nm；二次颗粒为微米级类球状粒子，直径为1.5~2μm，化学式为Li1.2Co0.4 Mn0.4O2,其特征在于所述方法步骤如下：一、按照摩尔比1:1称取醋酸锰和醋酸钴溶解在乙二醇溶液中，不断搅拌至完全溶解，将溶液转入内衬中，置内衬于高压反应釜中，然后放入烘箱中，温度设置为195~245℃，反应时间设置为6~24 h，待反应釜自然冷却至室温，过滤，收集沉淀，用乙醇清洗若干次，置于烘箱中，温度设置为70~120℃，干燥时间设置为6~24h，得到羧基醇盐固溶体；二、将步骤一得到的羧基醇盐固溶体放入马弗炉中，置于空气气氛中，以1~5℃/min升温速率从室温升到500~600℃，烧结时间设置为8~12h，自然冷却后，得到氧化物(Co0.5Mn0.5)3O4；三、将步骤二得到的氧化物(Co0.5Mn0.5)3O4与锂盐按元素含量摩尔比Li:Co:Mn =1.25:0.4:0.4均匀混合，得到前驱体；四、将前驱体置入马弗炉中，置于空气气氛中，以1~5℃/min升温速率从室温升温至300~500℃，预烧3~8 h，然后以相同升温速率升温至700~900℃，烧结时间设置为6~15 h，得到具有微纳层次结构的富锂正极材料。