[发明专利]一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法。本发明分别采用球磨辅助高温合成法和共沉淀-高温合成法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，并采用AlPO4表面包覆和阴阳离子复合掺杂等手段对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行改性研究，获得电化学性能优良的三元系正极材料，提高锂锰正极材料的性能，为三元系材料在动力型锂离子电池中的应用提供理论和技术支持。

主权项

一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法，其特征在于步骤如下：(1)预处理：将NiSO4、CoSO4、MnSO4和LiOH按金属离子物质的量之比0.33～0.4∶0.33～0.4∶0.33～0.4∶1～1.2混合，然后在混合物中加入少量丙酮于球磨机中球磨直至成流体状，然后放入干燥箱中150℃干燥2h，取出冷却至室温，将所得混合物碾磨成粉末状；(2)一次烧结：将粉末置于不锈钢舟中，将不锈钢舟放入电烤炉中于空气气氛下500℃预烧6h；(3)二次烧结：再在空气气氛下于900℃焙烧24h；(4)随炉冷却至室温，最后将产物研磨、过筛，得到正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2；(5)改性：①AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2：将Al(NO3)3和H3PO4缓慢溶解于适量工艺水中，搅拌直到可以看到悬浊液，向AlPO4悬浊液中加入LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末搅拌30分钟后得到AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的产物，投料比按质量比AlPO4∶LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2＝5∶100。50℃恒温搅拌蒸发掉水分后经烘干，研磨，再置于马弗炉中700℃下烧结，保温6h，得到AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2；②特种阴阳离子参杂：(将AlPO4包覆的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及Cr(NO3)2、LiF。按Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.95Cr0.05O1.7F0.03计量比准确)加工艺水，使金属离子总浓度为0.03mol/L，摇匀，充分溶解。适当调节反应速度使两种溶液同时滴加完毕，反应完成后继续搅拌30min，静置12h，沉淀完全后反复洗涤沉淀3‑5次，并抽滤，将所得沉淀与120℃干燥12h得前躯体，将所得前躯体充分研磨混匀后分装在两个瓷舟中，置于管式炉中450℃分解10h，冷却后取出并继续研磨，再置于管式炉中于800℃下煅烧16h得最终产品。