[发明专利]掺铬三元材料的制备方法

摘要

本发明涉及掺铬三元材料的制备方法，其特征在于铬的化合物为Cr2O3、Cr(OH)3、Cr(NO3)3或CrCl3，或是铬酸盐或重铬酸盐与还原剂和强酸的混合物。将镍、钴、锰和掺杂离子的化合物按摩尔比混合，通过湿磨、加氨水、加锂的化合物、陈化、干燥等步骤制备干燥的前驱物。将干燥的前驱物置于氧气氛中,采用程序升温法或逐区间升温法制得掺铬的三元正极材料。本发明的原料成本较低，原料来源广泛，制备工艺简单，操作简便，耗时少。与共沉淀方法相比，制备过程排放的污水明显减少，制备的样品中不存在LiMn6超晶格结构，制备的电极材料的一致性好，组成均匀，具有优秀的放电性能。

主权项

掺铬三元材料的制备方法，其特征在于：按照镍、钴、锰、锂、铬离子的摩尔比x：y：z：k：m分别称取镍的化合物、钴的化合物、锰的化合物、锂的化合物和铬的化合物；将镍的化合物、钴的化合物、锰的化合物和铬的化合物混合得到混合物1；加入混合物1的总体积的1～20倍体积的湿磨介质，在连续搅拌的条件下滴加氨水至溶液的pH值落在9.5～12.5范围内，加入称取的锂的化合物，在没有氧气的氮气、氩气或氦气惰性气氛下于65～90℃温度区间的任一温度陈化24～48小时，制得的混合物为前驱物2；将前驱物2在低于1个大气压力的真空条件下于160～260℃区间的任一温度加热制得干燥的前驱物3或者采用喷雾干燥的方法于160～260℃区间的任一温度制备干燥的前驱物3；将干燥的前驱物3置于氧气氛中，采用程序升温法或逐温区升温法制得掺铬三元正极材料；所述的称取镍的化合物、钴的化合物、锰的化合物、锂的化合物和铬的化合物中的两种或两种以上化合物是可溶于水的；所述的镍、钴、锰、锂、铬离子的摩尔比x：y：z：k：m满足以下关系：x：y：z：m = (0.49～0.51)：(0.12～0.19)：(0.20～0.30) ： (0.01～0.08)，0.95≤k≤1.08，且x + y + z + m = k；或x：y：z：m = (0.59～0.61)：(0.12～0.19)：(0.19～0.21)：(0.01～0.08)，0.95≤k≤1.08，且x + y + z + m = k；或x：y：z：m = (0.79～0.81)：(0.03～0.09)：(0.05～0.10)：(0.01～0.07)，0.95≤k≤1.08，且x + y + z + m = k；所述的三元材料同时满足以下特征：在XRD衍射图上的衍射峰均与JCPDS卡片09‑0063的层状α‑NaFeO2结构的特征衍射峰相吻合；材料制备的扣式半电池在0.2C倍率电流和第1充放电循环下，相对锂电极恒电流充电至4.6V比4.4V增加充电比容量的比率小于25%；样品XRD衍射图的2θ角20～25°区间没有对应JCPDS卡片27‑1252的Li2MnO3的衍射峰；所述的逐温区升温法如下进行：将干燥的前驱物3置于氧气氛中，按照0.1～8℃/温区的加热速度从室温温区加热至800～880℃温度区间的任一温度，冷却至室温，制得掺铬三元正极材料；所述的程序升温法如下进行：将干燥的前驱物3置于氧气氛中，按照0.1～8℃/min的速度从室温程序加热至800～880℃温度区间的任一温度，冷却至室温，制得掺铬三元正极材料。