專利名稱：一種用于生產(chǎn)鋰電池的新型正極材料及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種用于生產(chǎn)鋰電池的新型 正極材料及其制作方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鋰錳鎳氧(即Li-Ni-Mn-0)或鋰錳氧(即Li-Mn-0)材料 的生產(chǎn)技術(shù)有以下兩種 一是固體混合燒成技術(shù)，這個技術(shù)往往生成 不均勻組成的氧化物材料，以及造成U層和Mn+Ni層中的U和Ni 的錯位增加；二是先用共沉法合成Ni-Mn或Mn化合物中間產(chǎn)物，如 用NaOH， NH40H共沉生成Ni-Mn或Mn的氫氧化物，或用碳酸鹽如NaC03 合成Ni-Mn或Mn的碳酸鹽，然后把這些Ni-Mn或Mn的氫氧化物或碳 酸鹽燒成后得到Ni-Mn或Mn氧化物，再用Ni-Mn或Mn氧化物同U混 合燒成得到Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-O。生產(chǎn)成本高，工序復(fù)雜，產(chǎn)品也 難于廣泛地運用在鋰電池的生產(chǎn)中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于生產(chǎn)鋰電池的新型正極材料及 其制作方法，減少工序，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，得到的化合物組 成均勻，性能優(yōu)良，在制作過程還可控制這些氧化物中間產(chǎn)物的粒徑 大小和形態(tài)，分散性，比表面積等指標。這些性能的控制有利于后續(xù) 正極材料的合成工藝的控制，制造優(yōu)良的Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物正極材料。最后達到組裝高性能鋰電池的最后目的。
本發(fā)明中用于生產(chǎn)鋰電池的新型材料為鋰錳鎳氧系或鋰錳氧系 正極材料，其制作方法包括以下三個步驟 一是用分步沉淀法合成 Ni-Mn氧化物或Mn的氧化物中間產(chǎn)物；二是用這個中間產(chǎn)物合成 Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物；三是將上述Li-Ni-Mn-O或U-Mn-0 氧化物制成用于生產(chǎn)鋰電池的高性能正極材料。 本發(fā)明中的分步沉淀法包括以下步驟
A、 在一定濃度的MnS04水溶液中，邊攪拌邊滴加NaHC03;
B、 在Mn沉淀后，加入一定配比的NiS04溶液；
C、 攪拌均勻后，邊攪拌邊滴加NaOH;
D、 充分攪拌后，過濾，清洗便可得到中間產(chǎn)物。 本發(fā)明中的合成U-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物包括以下步驟
A、 加入NiS04溶液時可得到(Ni，Mn)304;
B、 不加NiS(V溶液時可得到Mn304。
本發(fā)明中的Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物制成用于生產(chǎn)鋰電池 的高性能正極材料包括以下步驟
用得到的(Ni, Mn)必或Mn304中間產(chǎn)物與鋰化合物混合燒成高性 能Li-Ni-Mn-0或U-Mn-0鋰電池正極材料，通過控制燒成溫度可優(yōu) 化產(chǎn)品的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和減少缺陷，控制比表面積和粒徑等指標。
本發(fā)明的優(yōu)點在于減少工序，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，得到的 化合物組成均勻，性能優(yōu)良，在制作過程還可控制這些氧化物中間產(chǎn) 物的粒徑大小和形態(tài)、分散性、比表面積等指標，用本發(fā)明技術(shù)合成的正極材料組裝的鋰電池有高的放電容量和循環(huán)充放電穩(wěn)定性，成本
低廉，運用范圍廣泛，利于推廣。
具體實施例方式
下面以最佳實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明 本發(fā)明中用于生產(chǎn)鋰電池的新型材料為鋰錳鎳氧系或鋰錳氧系 正極材料，其制作方法包括以下三個步驟 一是用分步沉淀法合成 Ni-Mn氧化物或Mn的氧化物中間產(chǎn)物；二是用這個中間產(chǎn)物合成 U-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物；三是將上述U-Ni-Mn-0或Li-Mn-0 氧化物制成用于生產(chǎn)鋰電池的高性能正極材料。 -用分步沉淀法生產(chǎn)Ni-Mn氧化物中間產(chǎn)物
A、 向lmol/1 MnS04溶液50ml中，邊攪拌邊滴下lmol/1 NaHC03 溶液105ml ，所用的攪拌速度為400rpm，攪拌30分鐘；
B、 在Mn沉淀后，添加lmol/1 NiS(V溶液50ml，攪拌10分鐘；
C、 攪拌均勻后，邊攪拌邊滴加NaOH 105ml ，攪拌30分鐘后， 過濾；
D、 充分攪拌后，用蒸餾水清洗、過濾，重復(fù)3遍后，IO(TC干燥 4小時，便可得到中間產(chǎn)物樣品l。
樣品1非常易過濾，干燥后不結(jié)塊不用粉碎，比表面積為163m7g。 用分步沉淀法生產(chǎn)Mn的氧化物中間產(chǎn)物
A、 向lmol/1 MnSO4溶液50ml中，邊攪拌邊滴下lmol/1 NaHCO3 溶液105ml，所用的攪拌速度為400rpm，攪拌30分鐘；
B、 在Mn沉淀后，滴下lmol/1 NaOH溶液105ml ，接著攪拌30分鐘后，過濾；
C、用蒸餾水清洗，過濾重復(fù)3遍后，100。C干燥4小時，便可得 到中間產(chǎn)物樣品2。
合成Li-M-Mn-或Li-Mn-0氧化物包括以下步驟
A、 加入NiS04溶液時可得到(Ni, Mn)304;
B、 不加NiS(V溶液時可得到Mri304。
樣品1和LiOH H20以1 : 1. 04摩爾比稱量后，在一自動混合機 上混合l小時后，在空氣中85(TC燒成8小時，得到樣品3。
本發(fā)明中的U-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物制成用于生產(chǎn)鋰電池 的高性能正極材料包括以下步驟
以樣品3為正極材料，鋰金屬為負極，lmol/1 UPF6 in EC-DEC (1:1)。
權(quán)利要求
1、一種用于生產(chǎn)鋰電池的新型正極材料，其特征在于它包括Li-Ni-Mn-O或Li-Mn-O系正極材料。
2、 一種用于生產(chǎn)鋰電池的新型正極材料的制作方法，其特征在 于它包括以下三個步驟A、 用分步沉淀法合成Ni-Mn氧化物或Mn的氧化物中間產(chǎn)物；B、 用這個中間產(chǎn)物合成Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物；C、 將上述Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物制成用于生產(chǎn)鋰電池的 高性能正極材料。
3、 如權(quán)利要求2所述的一種用于生產(chǎn)鋰電池的新型正極材料的制作方法，其特征在于所述的分步沉淀法包括以下步驟A、 在一定濃度的MnS04水溶液中，邊攪拌邊滴加NaHC03;B、 在Mn沉淀后，加入一定配比的NiS04溶液；C、 攪拌均勻后，邊攪拌邊滴加NaOH;D、 充分攪拌后，過濾，清洗便可得到中間產(chǎn)物。
4、 如權(quán)利要求2所述的一種用于生產(chǎn)鋰電池的新型正極材料的 制作方法，其特征在于所述的本發(fā)明中的合成Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物包括以下步驟A、 加入MS04溶液時可得到(Ni，Mn)304;B、 不加NiS04溶液時可得到Mn304。
5、 如權(quán)利要求2所述的一種用于生產(chǎn)鋰電池的新型正極材料的制作方法，其特征在于所述的Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物制成用 于生產(chǎn)鋰電池的高性能正極材料的步驟是用得到的(Ni， Mn) 304或Mn304中間產(chǎn)物與鋰化合物混合燒成高性 能Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0鋰電池正極材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)鋰電池的新型正極材料及其制作方法?，F(xiàn)有的鋰錳鎳氧或鋰錳氧材料的生產(chǎn)主要采用混合燒成技術(shù)，成本高，工序復(fù)雜，產(chǎn)品也難于廣泛地運用在鋰電池的生產(chǎn)中。本發(fā)明將鋰錳鎳氧系或鋰錳氧系正極材料做為生產(chǎn)鋰電池的新型材料，其制作方法包括三個步驟用分步沉淀法合成Ni-Mn氧化物或Mn的氧化物中間產(chǎn)物；用中間產(chǎn)物合成Li-Ni-Mn-O或Li-Mn-O氧化物；將上述Li-Ni-Mn-O或Li-Mn-O氧化物制成用于生產(chǎn)鋰電池的高性能正極材料。減少工序，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，得到的化合物組成均勻，性能優(yōu)良，在制作中可控制中間產(chǎn)物的粒徑大小和形態(tài)、分散性、比表面積等指標，組裝的鋰電池有高的放電容量和循環(huán)充放電穩(wěn)定性。
文檔編號H01M4/36GK101635355SQ200910108438
公開日2010年1月27日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者湯衛(wèi)平, 毅 王 申請人:深圳市源源新材料科技有限公司