專利名稱：高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋰電池生產(chǎn)技術(shù)，特別涉及一種高性能的球形鋰離子二次電池陰 極材料的制備方法。
背景技術(shù)：
能源危機(jī)與環(huán)境污染是人類面臨的嚴(yán)竣挑戰(zhàn)，尋找干凈、可再生的二次能源是實(shí) 現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的亟待解決的任務(wù)。在眾多的二次電池體系當(dāng)中鋰離子電池具有 工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率小、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，成為二次電池發(fā)展的 主要趨勢(shì)。目前商品化的鋰離子電池的陰極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰 (LiMn2O4)、三元材料 LiNiACoBMni_A_B02，橄欖石型磷酸鐵鋰(LiFePO4)。LiCoO2是目前常用的商業(yè)化程度最高鋰離子電池陰極材料，制備工藝非常成熟， 性能較好。但因其資源貧乏，價(jià)格昂貴，同時(shí)用作動(dòng)力電池的安全性差等限制了鈷酸鋰的 廣泛應(yīng)用。目前以鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)以及其它過渡元素為組分的鋰過渡金屬氧化 物的合成已為當(dāng)今鋰電正極材料的發(fā)展趨勢(shì)，并且已經(jīng)小規(guī)模開始商品化生產(chǎn)。目前市 場(chǎng)上銷售的三元材料主要有兩種型號(hào)低鎳型LiNi。CodMni_。_d02(0 ^ c ^ 0. 6)和高鎳型 LiNiaCobMn1IbO2 (0. 6 彡 u 彡 1)。其中 LiNicCodMn1^dO2 (O 彡 c 彡 0. 6)規(guī)格容量低，安全性 能好，高倍率放電性能突出，循環(huán)壽命長(zhǎng)，適用于動(dòng)力工具；LiNiaCobMn1IbO2 (0. 6 ^ a ^ 1) 規(guī)格容量較高，適用于各種小型移動(dòng)電源，作為L(zhǎng)iCoA的替代材料有著良好的應(yīng)用前景，但 是其安全性能和循環(huán)壽命較差，放電平臺(tái)較低，并且容易和電解液發(fā)生惡化反應(yīng)，導(dǎo)致電池 性能變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)LiNiaCobMni_a_b02(0.5彡a彡1)安全性能和循環(huán) 壽命，提高放電平臺(tái)，避免和電解液發(fā)生惡化反應(yīng)的高性能的球形鋰離子二次電池陰極材 料的制備方法。本發(fā)明高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法如下首先通過通過共沉淀-結(jié)晶法合成NiaCobMn1Ib (OH) 2 (0. 6彡a彡1)球形前軀體， 然后再通過化學(xué)法在其表面包覆Ni。CodMni_。_d(OH)2 · NieCofMn1^f (OH)2(0. 1彡c彡0. 6， O^e^O. 5)的復(fù)合層，最后再與鋰鹽充分混合，通過分步燒結(jié)制備出球形鋰離子二次電池 陰極材料 LiNiaCobMn1IbO2 (LiNicCodMn1-C-A · LiNieCofMn1^fO2)。1、前驅(qū)體的制備鋰離子二次電池陰極材料球形前驅(qū)體NiaCobMn1^(OH)2的制備方法，采用含過渡 元素Ni、Co、Mn的可溶性鹽作原料，加入去離子水，按照nNi nCo Iisfa= a b 1-a-b配制 成濃度為l_3mol/L的混合鹽溶液A，然后加入適量的絡(luò)合劑和沉淀劑進(jìn)行共沉淀。過渡元 素的可溶性鹽包括硫酸鹽和氯化鹽混合水溶液。以l-15mol/L的氨水為絡(luò)合劑，I-IOmol/ L的NaOH或KOH為沉淀劑，控制其流速與過渡元素的可溶性混合鹽溶液A混合加入反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)體系中的溫度為10-100°c，PH值為7. 5-13. 5，反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速為40-500r/min， 在反應(yīng)器中反應(yīng)2-10h后，經(jīng)洗滌、過濾(濾布目數(shù)為200-800目)、干燥后方可得到均勻 的球形前驅(qū)體NiaC0bMrva_b (OH)2。其中可溶性混合鹽溶液Α、絡(luò)合劑、沉淀劑的流量分別為 0. 001-20L/min、0. OOl-lOL/min 和 0. 005_15L/min。2、前驅(qū)體的包覆將得到的球形前驅(qū)體NiaCobMni_a_b(OH)2倒入反應(yīng)釜中，然后加入其質(zhì)量1-10倍 的去離子水，制成母液B ；含過渡元素Ni、Co、Mn的可溶性鹽作原料，加入去離子水，按 照η。 nd IVd = C d l_c-d配制成濃度為0. l-3mol/L的混合鹽溶液C和按照 ne nf ni_e_f = e f l_e-f配制成濃度為0. l-3mol/L的混合鹽溶液D。首先將混 合鹽溶液C按0. 001-20L/min的流速加入反應(yīng)釜中；同時(shí)0. 5-15mol/L的氨水為絡(luò)合劑， 0. 5-10mol/L的NaOH或KOH為沉淀劑，分別按照0. 001-10L/min和0. 005_15L/min流速加入 反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)體系中的溫度為30-100°C，pH值為7-14，反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速為20-1000r/min， 在反應(yīng)器中反應(yīng)2-10h，再將混合鹽溶液D按0. 001-20L/min的流速加入反應(yīng)釜中；同時(shí) 0. 5-15mol/L的氨水為絡(luò)合劑，0. 5-lOmol/L的NaOH或KOH為沉淀劑，分別按照0. 001-10L/ min和0. 005-15L/min流速加入反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)體系中的溫度為40-100°C，pH值為 7-14,反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速為20-1000r/min，在反應(yīng)器中反應(yīng)2_10h，經(jīng)洗滌、過濾(濾布目數(shù)為 200-800目)、干燥后得到表面包覆Ni。CodMni_。_d(0H)2 -NieCofMn1^f(OH)2的復(fù)合層的球形前 軀體NiaCobMn1Ib (OH)20其中母液B中溶質(zhì)物質(zhì)的量和混合鹽溶液C、混合鹽溶液D中溶質(zhì) 物質(zhì)的量的摩爾比在45 30 25-90 7. 5 2. 5之間。3、陰極材料的合成以表面包覆Ni。CodMni_。_d (OH) 2 · NieCofMn1^rf (OH) 2的復(fù)合層的球形前軀體 NiaCobMn1Ib (OH)2 為原料，與鋰源化合物按摩爾比 (nNi nCo nfc) = 0. 9-1.20 1 進(jìn)行混料后，放入高溫爐，在流量為l-40L/min的氧氣條件下，在450-1000°C燒結(jié)4_20h，經(jīng) 冷卻，過篩后球形鋰離子二次電池陰極材料LiNiaCobMnn1A (LiNicCodMn1^dO2 -LiNieCofMn1^ e-f02)。其中鋰源化合物碳酸鋰、氫氧化鋰、草酸鋰、硝酸鋰中的一種或者多者混合物。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、采用本發(fā)明制得的高密度型球形氫氧化物，具有密度高、活性好且可以獲得準(zhǔn) 確的化學(xué)計(jì)量比。2、通過在前軀體表面包覆不同鎳含量的復(fù)合層，即改進(jìn)材料的安全性能和循環(huán)壽 命，提高放電平臺(tái)，避免陰極產(chǎn)品和電解液惡性相互作用，又減少了材料表面包覆層中的Co 含量，降低了材料的成本。3、通過在氧氣氣氛中的反應(yīng)，可以避免了夾雜過渡金屬的低價(jià)態(tài)離子，減少了材 料在充放電過程中不可逆相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，使其化學(xué)組成更均一。4、本發(fā)明提出的制造方法易于控制，生產(chǎn)成本低，易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，為大容量鋰 離子電池的發(fā)展創(chuàng)造了條件。


圖1是本發(fā)明高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法實(shí)施例1制備的 前驅(qū)體的SEM圖2是本發(fā)明高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法實(shí)施例1制備的 陰極材料XRD譜圖；圖3是本發(fā)明高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法實(shí)施例1指標(biāo)的 陰極材料SEM圖；圖4是本發(fā)明高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法實(shí)施例1制備的 陰極材料首次充放電曲線。
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步闡述本發(fā)明高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法，下面結(jié) 合實(shí)施例作更詳盡的說明。實(shí)施例1 以合成化學(xué)式LiNi0.6Co0.2Mn0.202 (LiNi0.5Co0.25Mn0.2502 · LiNi0.4Co0.3Mn0.302)為例， 按Ni Co Mn = 0. 6 0. 2 0. 2的摩爾比配制2mol/L的過渡元素鎳、鈷和錳硫酸鹽 混合溶液，以及6mol/L氨溶液和4mol/L的NaOH溶液，分別按照lL/min、0. 5L/min、1. 251/ min的流速注入25L的反應(yīng)釜中，保持反應(yīng)溫度在65°C，pH值為10. 0，以400r/min.轉(zhuǎn)速 在反應(yīng)器中反應(yīng)Mi后，經(jīng)洗滌、過濾、干燥后方可得到均勻的球形Nia6Coa2Mna2(OH)2前驅(qū) 體。然后再將其加入50L的反應(yīng)釜中，加入4倍質(zhì)量的去離子水中；按Ni Co Mn = 0.5 0.25 0.25的摩爾比配制0.5mol/L的過渡元素鎳、鈷和錳的硫酸鹽混合溶液，硫 酸鹽溶液溶質(zhì)總物質(zhì)的量為Nia6Co0.2Mn0.2 (OH) 2的40 %，以lL/min的流速加入反應(yīng)釜中，同 時(shí)將6mol/L氨溶液和4mol/L的NaOH溶液，分別按照lL/min、1. 25L/min的流速注入反應(yīng) 釜中，保持反應(yīng)溫度在85°C，pH值為11.0，以350r/min.轉(zhuǎn)速在反應(yīng)器中反應(yīng)4h后；再按 Ni Co Mn = O. 4 0.3 0. 3的摩爾比配制0. 5mol/L的過渡元素鎳、鈷和錳的硫酸鹽 混合溶液，硫酸鹽溶液溶質(zhì)總物質(zhì)的量為Nia6Coa2Mna2(OH)2的25%，以lL/min的流速加入 反應(yīng)釜中，同時(shí)將5mol/L氨溶液和4. 5mol/L的NaOH溶液，分別按照lL/mirul. 25L/min的 流速注入反應(yīng)釜中，保持反應(yīng)溫度在95°C，pH值為11.5，以450r/min.轉(zhuǎn)速在反應(yīng)器中反 應(yīng)4h后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后方可得到表面包覆Nia5Coa25Mntl25(OH)2 · Nia4Coa3Mntl3(OH)2 的復(fù)合層的球形前軀體Nia6Coa2Mna2(OH)2t5其SEM圖見圖1。按照nLi0H.H20 n(Ni+Co+Mn) = 1. 15 1 的比例，稱取相應(yīng)的 LiOH · H2O 和表面 包覆 Nia5Coa25Mntl25(OH)2 · Nia4Coa3Mna3(OH)2 的復(fù)合層的球形前軀體 Nia6Coa2Mna2 (OH)2, 混合均勻。將混合后的樣品在600-900°C燒結(jié)10-1 ，通入氧氣(流速lL/min)，經(jīng)冷卻，過 篩后可得到鋰離子二次電池陰極材料 LiNia 6Co0.2Mn0.202 (LiNi0.5Co0.25Mn0.2502 · LiNi0.4Co0.3Mn0 .302)。其XRD譜圖見圖2。該正極材料顆粒為球形顆粒(其SEM圖見圖3)。然后將其作為鋰離子電池 陰極材料，乙炔黑為導(dǎo)電劑，聚四氟乙烯為粘接劑，正極材料、導(dǎo)電劑和粘接劑重量比為 85 10 5，混合均勻后以鋁箔為集流體涂片，以金屬鋰片為參比電極，以LOmoVLiPF6/ EC+DEC(1 IVol.)為電解質(zhì)，在充滿氬氣的不銹鋼手套箱中裝配成模擬扣式電池。然后 在LAND CT-2001A電池性能檢測(cè)儀上測(cè)試該正極材料0. IC容量和0. 5C循環(huán)壽命，電壓范 圍4. 25V-2. 75V。其首次放電容量為187mAh/g，0. 5C下300次循環(huán)容量保持率大于85%， 其放電曲線見圖4。
實(shí)施例2以合成化學(xué)式LiNia6Coa2Mna A (LiNia4Coa3Mna 力2 .LiNia33Coc^3Mna33O2)為例，按 Ni Co Mn = 0. 6 0. 2 0. 2的摩爾比配制1. 5mol/L的過渡元素鎳、鈷和錳硫酸鹽 混合溶液，以及5mol/L氨溶液和4mol/L的NaOH溶液，分別按照lL/min、0. 5L/min、l. 251/ min的流速注入25L的反應(yīng)釜中，保持反應(yīng)溫度在65°C，pH值為10. 0，以400r/min.轉(zhuǎn)速 在反應(yīng)器中反應(yīng)Mi后，經(jīng)洗滌、過濾、干燥后方可得到均勻的球形Nia6Co0.2Mn0.2 (OH) 2前驅(qū) 體。然后再將其加入50L的反應(yīng)釜中，加入4倍質(zhì)量的去離子水中；按Ni Co Mn =
0.4 0.3 0.3的摩爾比配制0.75mol/L的過渡元素鎳、鈷和錳的硫酸鹽混合溶液，硫酸 鹽溶液溶質(zhì)總物質(zhì)的量為Nia6Coa2Mntl2(OH)2的40%，以lL/min的流速加入反應(yīng)釜中，同 時(shí)將5mol/L氨溶液和4mol/L的NaOH溶液，分別按照lL/min、1. 25L/min的流速注入反應(yīng) 釜中，保持反應(yīng)溫度在80°C，pH值為11.5，以450r/min.轉(zhuǎn)速在反應(yīng)器中反應(yīng)4h后；再按 Ni Co Mn = O. 33 0. 33 0. 33的摩爾比配制0. 5mol/L的過渡元素鎳、鈷和錳的硫酸 鹽混合溶液，硫酸鹽溶液溶質(zhì)總物質(zhì)的量為Nia6Coa2Mna2(OH)2的25%，以0. 75L/min的流 速加入反應(yīng)釜中，同時(shí)將5mol/L氨溶液和4. 5mol/L的NaOH溶液，分別按照lL/miri、l. 25L/ min的流速注入反應(yīng)釜中，保持反應(yīng)溫度在90°C，pH值為11. 7，以400r/min.轉(zhuǎn)速在反應(yīng)器 中反應(yīng)4h后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后方可得到表面包覆Nitl. 4Co0.3Mn0.3 (OH) 2 -Ni0.33Co0.33Mn0.33 ( OH) 2的復(fù)合層的球形前軀體Nitl. 6Co0.2Mn0.2 (OH) 2。按照nLi0H.H20 n(Ni+Co+Mn) = 1. 18 1 的比例，稱取相應(yīng)的 LiOH · H2O 和表面 包覆 Nitl. 4Co0.3Mn0.3 (OH) 2 · Ni0.33Co0.33Mn0.33 (OH) 2 的復(fù)合層的球形前軀體 Nitl. 6Co0.2Mn0.2 (OH)2, 混合均勻。將混合后的樣品在600-900°C燒結(jié)8-15h，通入氧氣(流速lL/min)，經(jīng)冷卻，過 篩后可得到鋰離子二次電池陰極材料LiNia6Co0.2Mn0.202 (LiNi0.4Co0.3Mn0.302 -LiNi0.33CoQ. 33Mn0
■ 33 )采取實(shí)例1所述方法測(cè)試該正極材料的0. IC容量和0. 5C循環(huán)壽命，其放電容量 為180mAh/g和0. 5C下400次循環(huán)容量保持率大于85%。實(shí)施例3以合成化學(xué)式LiNia7Coai5Mnai5O2 (LiNia5Coa25Mna25O2 · LiNia4Coa4Mna4O2)為例， 按Ni Co Mn = 0. 7 0. 15 0. 15的摩爾比配制2. 5mol/L的過渡元素鎳、鈷和錳硫 酸鹽混合溶液，以及7mol/L氨溶液和5mol/L的NaOH溶液，分別按照lL/min、0. 5L/min、
1.25L/min的流速注入50L的反應(yīng)釜中，保持反應(yīng)溫度在70°C，pH值為10. 5，以350r/min. 轉(zhuǎn)速在反應(yīng)器中反應(yīng)他后，經(jīng)洗滌、過濾、干燥后方可得到均勻的球形Nia7Coai5Mntll5(OH)2 前驅(qū)體。然后再將其加入IOOL的反應(yīng)釜中，加入6倍質(zhì)量的去離子水中；按Ni Co Mn =0.5 0.25 0.25的摩爾比配制lmol/L的過渡元素鎳、鈷和錳的硫酸鹽混合溶液，硫酸 鹽溶液溶質(zhì)總物質(zhì)的量為Nia6CoQ. 2MnQ. 2 (OH) 2的40 %，以lL/min的流速加入反應(yīng)釜中，同時(shí) 將6mol/L氨溶液和4. 5mol/L的NaOH溶液，分別按照lL/min、1. 25L/min的流速注入反應(yīng) 釜中，保持反應(yīng)溫度在75°C，pH值為11.2，以400r/min.轉(zhuǎn)速在反應(yīng)器中反應(yīng)4h后；再按 Ni Co Mn = 0. 4 0. 3 0. 3的摩爾比配制0. 75mol/L的過渡元素鎳、鈷和錳的硫酸 鹽混合溶液，硫酸鹽溶液溶質(zhì)總物質(zhì)的量為Nia6Coa2Mna2(OH)2的25%，以0. 75L/min的流 速加入反應(yīng)釜中，同時(shí)將5. 5mol/L氨溶液和4mol/L的NaOH溶液，分別按照lL/miri、l. 25L/ min的流速注入反應(yīng)釜中，保持反應(yīng)溫度在110°C，pH值為11. 5，以450r/min.轉(zhuǎn)速在反應(yīng)器中反應(yīng)4h后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后方可得到表面包覆Nia 5Co0.25Mn0.25 (OH) 2 -Ni0.4Co0.4Mn0.4 (OH) 2的復(fù)合層的球形前軀體Nitl. 7Co0.15Mn0.15 (OH)20按照nLi0H.H20 n(Ni+Co+Mn) = 1. 20 1 的比例，稱取相應(yīng)的 LiOH · H2O 和表面 包覆 Nitl. 5Co0.25Mn0.25 (OH) 2 -Ni0.4Co0.3Mn0.3 (OH) 2 的復(fù)合層的球形前軀體 Nitl. 7Co0.15Mn0.15 (OH)2, 混合均勻。將混合后的樣品在600-900°C燒結(jié)8-15h，通入氧氣(流速1. 5L/min)，經(jīng)冷卻， 過篩后可得到鋰離子二次電池陰極材料LiNia A0ai5Mnai5O2(LiNia5Coa25Mna25C)2 .LiNia4Coa 3Μη0.302)采取實(shí)例1所述方法測(cè)試該正極材料的0. IC容量和0. 5C循環(huán)壽命，其放電容量 為193mAh/g和0. 5C下250次循環(huán)容量保持率大于85%。
權(quán)利要求
1.一種高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法，其特征在于所述制備方 法包括1)通過共沉淀-結(jié)晶法合成NiaCobMn1H(OH)2(0.6彡a彡1)球形前軀體；2)再通過化學(xué)法在其表面包覆NicCodMnnd(OH)2 · NieCofMn1^f (OH)2 (0. 1 彡 c 彡 0. 6， O ^ e ^ 0. 5)的復(fù)合層；3)最后再與鋰鹽充分混合，通過分步燒結(jié)制備出球形鋰離子二次電池陰極材料LiNiaC ObMn1I1A (LiNicCodMn1^dO2 · LiNieCofMn1^fO2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法，其 特征在于所述陰極材料球形前驅(qū)體的制備，是采用含過渡元素Ni、Co、Mn的可溶性鹽 作原料，加入去離子水，按照nNi η Co = a b l_a_b配制成濃度為l-3mol/ L的混合鹽溶液A，然后加入適量的絡(luò)合劑和沉淀劑進(jìn)行共沉淀，過濾，洗滌，既可得到 NiaCobMn1^b (OH)2(0. 6 ^ a ^ 1)球形前軀體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法，其特征 在于所述的可溶性鹽為硫酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽或其混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法，其特 征在于所述的絡(luò)合劑為濃度為l-15mol/L氨水，沉淀劑為濃度為Ι-lOmol/L的NaOH或 Κ0Η，其中可溶性混合鹽溶液、絡(luò)合劑、沉淀劑進(jìn)入反應(yīng)器的流量分別為0. 001-20L/min、 0. 001-10L/min 禾口 0. 005_15L/min ；反應(yīng)溫度為 10-100°C ;pH 值為 7. 5-13. 5，反應(yīng)器轉(zhuǎn)速為 40-500r/min，反應(yīng)時(shí)間為2-10h后，濾布目數(shù)為200-800目。(反應(yīng)釜體積)
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法，其特征 在于所述陰極材料球形前驅(qū)體的包覆將得到的球形前驅(qū)體NiaCobMn1Ib(OH)Jgj入反應(yīng) 釜中，然后加入其質(zhì)量1-10倍的去離子水，制成母液B ；含過渡元素Ni、Co、Mn的可溶性鹽 作原料，加入去離子水，按照η。 nd Ii1^d = c d Ι-c-d配制成濃度為0. l-3mol/L的 混合鹽溶液C和按照 nf ni_e_f = e f Ι-e-f配制成濃度為0. l-3mol/L的混合 鹽溶液D。首先將混合鹽溶液C按0. 001-20L/min的流速加入反應(yīng)釜中；同時(shí)0. 5-15mol/ L的氨水為絡(luò)合劑，0. 5-IOmol/L的NaOH或KOH為沉淀劑，分別按照0. 001-10L/min和 0. 005-15L/min流速加入反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)體系中的溫度為30_100°C，pH值為7_14，反應(yīng) 釜轉(zhuǎn)速為20-1000r/min，在反應(yīng)器中反應(yīng)2_10h，再將混合鹽溶液D按0. 001-20L/min的流 速加入反應(yīng)釜中；同時(shí)0. 5-15mol/L的氨水為絡(luò)合劑，0. 5-IOmol/L的NaOH或KOH為沉淀 劑，分別按照0. OOl-lOL/min和0. 005-15L/min流速加入反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)體系中的溫度 為40-100°C，pH值為7-14，反應(yīng)釜轉(zhuǎn)速為20-1000r/min，在反應(yīng)器中反應(yīng)2_10h，經(jīng)洗滌、 過濾(濾布目數(shù)為200-800目)、干燥后得到表面包覆Ni。CodMni_。_d (OH)2 -NieCofMn1^f(OH)2 的復(fù)合層的球形前軀體NiaCObMni_a_b(0H)2。其中母液B中溶質(zhì)物質(zhì)的量和混合鹽溶液C、混 合鹽溶液D中溶質(zhì)物質(zhì)的量的摩爾比在40 30 30-95 2. 5 2. 5之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法，其特 征在于所述陰極材料的合成以表面包覆Ni。CodMni_。_d(OH)2 · NieCofMn1^f(OH)2的復(fù)合層 的球形前軀體NiaCobMni_a_b (OH)2為原料，與鋰源化合物按摩爾比Iki (nNi nCo nfc)= 0. 9-1. 20 1進(jìn)行混料后，放入高溫爐，在流量為l-40L/min的氧氣條件下，在450_1000°C 燒結(jié)4-20h，經(jīng)冷卻，過篩后可得到球形鋰離子二次電池陰極材料LiNiaCobMn1I1A (LiNicCodMni_c_d02 · LiNieCofMn1^fO2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法，其特征 在于所述鋰源化合物為碳酸鋰、氫氧化鋰、草酸鋰和硝酸鋰中的一種或者多者混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料的制備方法，通過共沉淀-結(jié)晶法合成NiaCobMn1-a-b(OH)2前軀體，然后再通過化學(xué)法在其表面包覆NicCodMn1-c-d(OH)2·NieCofMn1-e-f(OH)2的復(fù)合層，最后再與鋰鹽充分混合，通過分步燒結(jié)制備出一種高性能的球形鋰離子二次電池陰極材料LiNiaCobMn1-a-bO2(LiNicCodMn1-c-dO2·LiNieCofMn1-e-fO2)。用該方法制備的陰極材料，密度高、活性好、化學(xué)計(jì)量比準(zhǔn)確；避免了陰極材料和電解液惡性相互作用，又避免了非電化學(xué)活性物質(zhì)導(dǎo)致容量降低的后果，提高了材料的循環(huán)壽命；本制造方法易于控制，生產(chǎn)成本低，易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，為大容量鋰離子電池的發(fā)展創(chuàng)造了條件。
文檔編號(hào)C01G53/00GK102110808SQ200910260038
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者尹正中, 徐擁軍, 王明強(qiáng), 王明彩, 程迪 申請(qǐng)人:河南科隆集團(tuán)有限公司