專利名稱：一種鋰離子電池正極材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正極材料及其制備方法，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著鋰離子電池在便攜式電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車和即插式混合電動(dòng)車中的廣泛應(yīng) 用，對(duì)鋰離子電池正極材料(如LiCoO2, LiMn2O4，LiFePO4)和負(fù)極材料(如C，Sn，Si)的研 究日益深入。相對(duì)于負(fù)極材料，正極材料的研究相對(duì)滯后，因此，開(kāi)發(fā)性能優(yōu)異、價(jià)格低廉的 正極材料成為發(fā)展鋰離子電池的關(guān)鍵所在。LiMO2(M = Co、Ni、Mn等)層狀材料因其層狀 結(jié)構(gòu)利于Li+快速嵌入\脫出，并且具有較高的理論容量O70mAh/g左右)，而受到研究者 們的關(guān)注。其中LiCoO2已取得商業(yè)上的巨大成功。目前，三種常用的單組份層狀氧化物正 極材料均具有自己的優(yōu)缺點(diǎn)=LiCc^2的電化學(xué)穩(wěn)定性好，循環(huán)性能優(yōu)秀，但是不能充電至高 電位且價(jià)格較高；LiMA比容量最高，但合成困難，并存在較大的安全隱患；LiMnO2-穩(wěn)定 性良好且價(jià)格便宜，但是充放電過(guò)程中的明顯相變導(dǎo)致其循環(huán)穩(wěn)定性很差。這些均使它們 在實(shí)際應(yīng)用中受到一些限制。所以自1999年開(kāi)始，有學(xué)者開(kāi)始考慮制備混合這三種過(guò)渡金 屬的層狀正極材料，希望能夠充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)點(diǎn)，全方面的提高正極材料的性能。實(shí) 踐證明層狀結(jié)構(gòu)LiNixMnyCcvxJ2材料綜合了 LiCo02、LiNi02、LiMr^2三種層狀材料的優(yōu)點(diǎn)， 其性能優(yōu)于以上任一單一組分正極材料，存在明顯的三元協(xié)同效應(yīng)通過(guò)引入Co，能夠減 少陽(yáng)離子混排，有效穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)；通過(guò)引入Ni，可提高材料的容量；通過(guò)引入Mn， 不僅可以降低材料成本，而且還可以提高材料的安全性。而LiNixMnyC0l_x_yA材料基本物性 及充放電平臺(tái)與LiCoO2相近，適合現(xiàn)有各類鋰離子電池應(yīng)用產(chǎn)品。因此，鋰鎳錳鈷氧被認(rèn) 為是極有應(yīng)用潛力的新型鋰離子電池正極材料。目前已報(bào)道的鋰離子電池正極材料的制備過(guò)程多以共沉淀法為主，該方法在制備 前體的過(guò)程中需經(jīng)歷沉淀、洗滌等諸多步驟，對(duì)溶劑消耗量較大，并導(dǎo)致所生產(chǎn)的前體重復(fù) 性差，產(chǎn)品中Co、Mn、Ni的比例難以嚴(yán)格調(diào)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池正極材料及其制備方法。本發(fā)明提供的鋰離子電池正極材料為L(zhǎng)iNixMnyCcvxJ2納米顆粒，所述納米顆粒的 粒徑為10nm-2ym ；其中，0. 1彡χ彡0. 9，0. 1彡y彡0. 9且x+y彡0. 9。上述鋰離子電池正極材料中，所述納米顆粒的粒徑可為10nm-500nm、20nm-700nm、 40nm-700nm、20nm-600nm、80nm-900nm、50nm-800nm、40nm-600nm、30nm-500nm 或 40nm-800nm。上述鋰離子電池正極材料中，χ具體可為0. 1、0. 2、0. 33、0. 4、0. 5、0. 6或0. 8 ;y具 體可為 0. 1,0. 2,0. 3,0. 33,0. 4,0. 6 或 0. 8。本發(fā)明提供了上述正極材料的制備方法，包括如下步驟鋰鹽、鎳鹽、鈷鹽、錳鹽和 成膠劑在水中進(jìn)行反應(yīng)得到溶膠；將所述溶膠進(jìn)行烘干得到前體粉末；所述前體粉末依次經(jīng)預(yù)燒結(jié)和燒結(jié)后得到所述正極材料。上述的制備方法中，所述鋰鹽可為L(zhǎng)iN03、LiN02、Li (CH3COO)、Li2CO3和其他鋰的有 機(jī)鹽中任一種。上述的制備方法中，所述鎳鹽可為Ni (NO3) 2、Ni (CH3COO)2和其他鎳的有機(jī)鹽中任一種。上述的制備方法中，所述錳鹽可為Mn (NO3) 2、Mn (CH3COO) 2和其他錳的有機(jī)鹽中任一種。上述的制備方法中，所述鈷鹽可為Co(N03)2、Co(CH3COO)2和其他鈷的有機(jī)鹽中任一種。上述的制備方法中，所述成膠劑可為檸檬酸或甘氨酸。上述的制備方法中，所述反應(yīng)的溫度可為30°C -100°C，具體可為50°C -80°C、 50°C、60°C、70°C或 80°C ；所述烘干的溫度可為 50°C -150°C，具體可為 80°C -120°C 、80°C 、 100°C或120°C ；所述預(yù)燒結(jié)的溫度可為200°C _700°C，具體可為300°C -600°C、300°C、 400°C、500°C 或 600°C ；所述燒結(jié)的溫度可為 700°C -1200°C，具體可為 800°C -1000°C、 800°C、900°C 或 1000°C。上述的制備方法中，所述反應(yīng)的時(shí)間可為3小時(shí)-16小時(shí)，具體可為8小時(shí)、9小 時(shí)、10小時(shí)或12小時(shí)；所述烘干的時(shí)間可為M小時(shí)-120小時(shí)，具體可為60小時(shí)、70小時(shí) 或90小時(shí)；所述預(yù)燒結(jié)的時(shí)間可為1小時(shí)-10小時(shí)，具體可為4小時(shí)-8小時(shí)、4小時(shí)、5小 時(shí)、6小時(shí)、7小時(shí)或8小時(shí)；所述燒結(jié)的時(shí)間可為4小時(shí)小時(shí)，具體可為8小時(shí)-18小 時(shí)、8小時(shí)、10小時(shí)、12小時(shí)、14小時(shí)、16小時(shí)或18小時(shí)。上述的制備方法中，所述反應(yīng)的體系pH值可為2-10，具體可為3-7、3、4、5、6或7。上述的制備方法中，所述鎳鹽、鈷鹽和錳鹽的總的物質(zhì)的量與所述鋰鹽的摩爾 比可為 1 (1-1. 2)，具體可為 1 (1.03-1. 07)、1 1. 03,1 1. 05 或 1 1.07;所 述鎳鹽、鈷鹽和錳鹽的總的物質(zhì)的量與所述成膠劑的摩爾比可為1 (0.8-1. 5)，具體 可為1 (0.8-1.2)、1 0.8、1 1或1 1.2 ；所述鎳鹽、鈷鹽和錳鹽的摩爾比為 (1-9) (1-9) (1-9)，具體可為 1 1 1、1 1 4、2 2 1、1 3 1、5 3 2、 3 1 1、8 1 1 或 1 8 1。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的鋰離子電池正極材料鋰鎳錳鈷氧的制備方法簡(jiǎn) 單易行，原料易得，產(chǎn)物成分可通過(guò)投料比嚴(yán)格控制，適宜大規(guī)模生產(chǎn)，實(shí)用化程度高。本發(fā) 明提供的鋰離子電池正極材料鋰鎳錳鈷氧為納米材料，可直接作為電池的電極材料使用， 并表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。


圖1為實(shí)施例1制備的鋰鎳錳鈷氧的X射線衍射(XRD)圖。圖2為實(shí)施例1制備的鋰鎳錳鈷氧的掃描電子顯微鏡照片。圖3為實(shí)施例1制備的鋰鎳錳鈷氧作為鋰離子電池正極材料時(shí)的充放電曲線。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。
下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。本發(fā)明下述實(shí)施例中對(duì)制備得到的鋰鎳錳鈷氧的電化學(xué)性能表征是按照以下方 法進(jìn)行的將制備得到的鋰鎳錳鈷氧、碳黑和粘結(jié)劑PVDF(溶劑為N-甲基吡咯烷酮)以質(zhì) 量比80 10 10混合配成漿料，均勻地涂敷到鋁箔集流體上得到工作電極，以鋰金屬薄 片作為對(duì)電極，玻璃纖維膜(英國(guó)Whatman公司)作為隔膜，lmol/L LiPF6(溶劑為體積比 1 1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯混合液)作為電解液，在手套箱中裝配得到Swagelok型 電池。將上述裝配的Swagelok型電池在LAND充放電測(cè)試儀CT2001 (武漢市金諾電子有 限公司)上進(jìn)行充放電測(cè)試，測(cè)試的充放電區(qū)間為4. 3-2. 5V。實(shí)施例1、鋰鎳錳鈷氧的制備將LiNO3、Ni (NO3) 2、Mn (NO3) 2、Co (NO3) 2 和 C6H8O7 (LiNO3、Ni (NO3) 2、Mn (NO3) 2、Co (NO3) 2 和C6H8O7的摩爾比為1.07 0. 33 0. 33 0. 33 1. 2)加入水中，混合均勻，調(diào)節(jié)體系 PH至7 ；加熱體系至50°C下進(jìn)行反應(yīng)12h，得到透明溶膠；將該溶膠在80°C下干燥90h，得到 前體粉末；將該前體粉末在300°C下預(yù)燒結(jié)》1，得到中間產(chǎn)物粉末，將該中間產(chǎn)物粉末壓片 后在900°C下燒結(jié)12h即得LiNixMnyCo1^yO2納米顆粒，其中，χ為0. 33，y為0. 33。用粉末X射線衍射儀(Rigaku DmaxrB, CuKa射線)對(duì)該產(chǎn)物進(jìn)行分析，其結(jié)果如 圖1所示；從圖1中可以看出，譜圖中不存在雜質(zhì)峰，說(shuō)明產(chǎn)物純度高。用掃描電子顯微鏡(JE0L-6700F)表征對(duì)該鋰鎳錳鈷氧進(jìn)行形貌表征，如圖2所 示；由圖2可見(jiàn)，該材料的顆粒粒徑范圍為20nm-700nm。鋰鎳錳鈷氧的充放電曲線如圖3所示，由圖3可知，本實(shí)施例制備的鋰鎳錳鈷氧用 作鋰離子電池正極材料時(shí)，具有良好的電化學(xué)性能。由本實(shí)施例中制備得到的鋰鎳錳鈷氧 放電比容量為154mAh/g。實(shí)施例2、鋰鎳錳鈷氧的制備將LiNO3、Ni (NO3) 2、Mn (NO3) 2、Co (NO3) 2 和 C6H8O7 (LiNO3、Ni (NO3) 2、Mn (NO3) 2、Co (NO3) 2 和C6H8O7的摩爾比為1.05 0. 4 0. 4 0. 2 1)加入水中，混合均勻，調(diào)節(jié)體系pH至6 ； 加熱至50°C下進(jìn)行反應(yīng)12h，得到透明溶膠；將該溶膠在80°C下干燥90h，得到前體粉末； 將該前體粉末在400°C下預(yù)燒結(jié)他，得到中間產(chǎn)物粉末；將該中間產(chǎn)物粉末壓片后在900°C 下燒結(jié)IOh即得LiNixMnyC0l_x_yA納米顆粒，粒徑為20nm_700nm，其中，χ為0. 4，y為0. 4。由本實(shí)施例制備的鋰鎳錳鈷氧放電比容量為159mAh/g。實(shí)施例3、鋰鎳錳鈷氧的制備將LiNO3、Ni (NO3) 2、Mn (NO3) 2、Co (NO3) 2 和 C6H8O7 (LiNO3、Ni (NO3) 2、Mn (NO3) 2、Co (NO3) 2 和C6H8O7的摩爾比為1.03 0.5 0.3 0.2 0.8)加入水中，混合均勻，調(diào)節(jié)體系pH 至5 ；加熱至60°C下進(jìn)行反應(yīng)10h，得到透明溶膠；將該溶膠在80°C下干燥90h，得到前體 粉末；將前體粉末在500°C下預(yù)燒結(jié)5h，得到中間產(chǎn)物粉末；將該中間產(chǎn)物粉末壓片后在 900°C下燒結(jié)18h即得LiNixMnyC0l_x_yA納米顆粒，粒徑為10nm_500nm，其中，χ為0. 5，y為 0. 3。由本實(shí)施例制備的鋰鎳錳鈷氧放電比容量為161mAh/g。實(shí)施例4、鋰鎳錳鈷氧的制備將LiNO3、Ni (NO3) 2、Mn (NO3) 2、Co (NO3) 2 和 C6H8O7 (LiNO3、Ni (NO3) 2、Mn (NO3) 2、Co (NO3) 2和C6H8O7的摩爾比為1.07 0. 6 0. 2 0. 2 1. 2)加入水中，混合均勻，調(diào)節(jié)體系pH 至4;加熱至70°C下進(jìn)行反應(yīng)9h，得到透明溶膠；將該溶膠在120°C下干燥60h，得到前體 粉末；將該前體粉末在600°C下預(yù)燒結(jié)4h，得到中間產(chǎn)物粉末；將該中間產(chǎn)物粉末壓片后在 800°C下燒結(jié)16h即得LiNixMnyCOl_x_y02納米顆粒，粒徑為40nm_700nm，其中，χ為0. 6，y為 0. 2。由本實(shí)施例中制備的鋰鎳錳鈷氧放電比容量為162mAh/g。實(shí)施例5、鋰鎳錳鈷氧的制備將Li (CH3COO)、Ni (NO3) 2、Mn (NO3) 2、Co (NO3) 2 和 C6H8O7 (Li (CH3COO)、Ni (NO3) 2、 Mn (NO3) 2、Co (NO3)2 和 C6H8O7 的摩爾比為 1. 07 0. 8 0. 1 0. 1 1.2)加入水中，混合均 勻，調(diào)節(jié)體系PH至3 ；加熱至80°C下反應(yīng)8h，得到透明溶膠；將該溶膠在100°C下干燥70h， 得到前體粉末；將該前體粉末在300°C下預(yù)燒結(jié)幾，得到中間產(chǎn)物粉末；將該中間產(chǎn)物粉末 壓片后在800°C下燒結(jié)12h即得LiNixMnyC0l_x_yA納米顆粒，粒徑為20nm_600nm，其中，χ為 0. 8，y 為 0. 1。由本實(shí)施例中制備的鋰鎳錳鈷氧放電比容量為168mAh/g。實(shí)施例6、鋰鎳錳鈷氧的制備將Li (CH3COO)、Ni (NO3) 2、Mn (NO3) 2、Co (NO3) 2 和 C6H8O7 (Li (CH3COO)、Ni (NO3) 2、 Mn (NO3) 2、Co(NO3)2 和 C6H8O7 的摩爾比為 1.07 0. 2 0. 6 0. 2 1.2)加入水中，混合 均勻，調(diào)節(jié)體系PH至6 ；加熱至80°C下進(jìn)行反應(yīng)他，得到透明溶膠；將該溶膠在120°C下干 燥60h，得到前體粉末；將該前體粉末在400°C下預(yù)燒結(jié)他，得到中間產(chǎn)物粉末；將該中間產(chǎn) 物粉末壓片后在1000°C下燒結(jié)12h即得LiNixMnyC0l_x_yA納米顆粒，粒徑為80nm-900nm，其 中，χ 為 0.2，y 為 0.6。由本實(shí)施例中制備的鋰鎳錳鈷氧放電比容量為148mAh/g。實(shí)施例7、鋰鎳錳鈷氧的制備將Li (CH3COO)、Ni (CH3COO) 2、Mn (CH3COO) 2、Co (CH3COO) 2 和 C6H8O7 (Li (CH3COO)、 Ni (CH3COO) 2、Mn (CH3COO) 2、Co (CH3COO) JPC6H8O7 的摩爾比為 1. 07 0. 1 0. 8 0. 1 1. 2) 加入水中，混合均勻，調(diào)節(jié)體系PH至5 ；加熱至60°C下進(jìn)行反應(yīng)10h，得到透明溶膠；將該溶 膠在100°C下干燥70h，得到前體粉末；將該前體粉末在500°C下預(yù)燒結(jié)他，得到中間產(chǎn)物粉 末；將該中間產(chǎn)物粉末壓片后在1000°C下燒結(jié)他即得LiNixMnyCcvxJ2納米顆粒，粒徑為 50nm-800nm，其中，χ 為 0. 1，y 為 0. 8。由本實(shí)施例中制備的鋰鎳錳鈷氧放電比容量為137mAh/g。實(shí)施例8、鋰鎳錳鈷氧的制備Li (CH3COO), Ni(CH3COO)2, Mn(CH3COO)2, Co(CH3COO)2 禾口 C6H8O7 (Li (CH3COO)、Ni (CH3COO) 2、Mn (CH3COO) 2、Co(CH3COO)2 和 C6H8O7 的摩爾比為 1.03 0.33 0.33 0.33 1)加入水中，混合均勻，調(diào)節(jié)體系pH至4 ；加熱至60°C下 進(jìn)行反應(yīng)10h，得到透明溶膠；將該溶膠在100°C下干燥70h，得到前體粉末；將該前體粉末 在600°C下預(yù)燒結(jié)4h，得到中間產(chǎn)物粉末；將該中間產(chǎn)物粉末壓片后在800°C下燒結(jié)16h即 得 LiNixMnyC0l_x_yA 納米顆粒，粒徑為 40nm-600nm，其中，χ 為 0. 33，y 為 0. 33。由本實(shí)施例中制備的鋰鎳錳鈷氧放電比容量為150mAh/g。實(shí)施例9、鋰鎳錳鈷氧的制備
將Li2C03、Ni (CH3COO) 2、Mn (CH3COO) 2、Co (CH3COO) 2 和 C2H5NO2 (Li2C03、Ni (CH3COO) 2、 Mn (CH3COO)2、Co (CH3COO)2和 C2H5NO2 的摩爾比為 1. 03 0. 4 0. 4 0. 2 1)加入水中， 混合均勻，調(diào)節(jié)體系PH至3 ；加熱至50°C下進(jìn)行反應(yīng)12h，得到透明溶膠；將該溶膠在80°C 下干燥90h，得到前體粉末；將前體粉末在300°C下預(yù)燒結(jié)他，得到中間產(chǎn)物粉末；將中間產(chǎn) 物壓片后在800°C下燒結(jié)14h即得LiNixMnyC0l_x_yA納米顆粒，粒徑為30nm_600nm，其中，χ 為 0.4，y 為 0.4。由本實(shí)施例中制備的鋰鎳錳鈷氧放電比容量為154mAh/g。實(shí)施例10、鋰鎳錳鈷氧的制備將LiNO2、Ni (CH3COO) 2、Mn (CH3COO) 2、Co (CH3COO) 2 和 C2H5NO2 (LiNO2、Ni (CH3COO) 2、 Mn (CH3COO)2、Co (CH3COO)2和 C2H5NO2 的摩爾比為 1. 03 0. 5 0. 3 0. 2 1)加入水中， 混合均勻，調(diào)節(jié)體系PH至5 ；加熱至60°C下進(jìn)行反應(yīng)10h，得到透明溶膠；將該溶膠在120°C 下干燥60h，得到前體粉末；將該前體粉末在400°C下預(yù)燒結(jié)他，得到中間產(chǎn)物粉末；將中間 產(chǎn)物壓片后在800°C下燒結(jié)12h即得LiNixMnyC0l_x_yA納米顆粒，粒徑為20nm_600nm，其中， χ 為 0. 5, y 為 0. 3。由本實(shí)施例中制備的鋰鎳錳鈷氧放電比容量為157mAh/g。實(shí)施例11、鋰鎳錳鈷氧的制備將LiNO2、Ni (CH3COO) 2、Mn (CH3COO) 2、Co (CH3COO) 2 和 C2H5NO2 (LiNO2、Ni (CH3COO) 2、 Mn (CH3COO) 2、Co(CH3COO)2 和 C2H5NO2 的摩爾比為 1. 05 0. 6 0. 2 0. 2 0. 8)加入水 中，混合均勻，調(diào)節(jié)體系PH至6 ；加熱至50°C下進(jìn)行反應(yīng)12h，得到透明溶膠；將該溶膠在 80°C下干燥90h，得到前體粉末；將前體粉末在500°C下預(yù)燒結(jié)他，得到中間產(chǎn)物粉末；將中 間產(chǎn)物壓片后在900°C下燒結(jié)1 !即得LiNixMnyCcvxJ2納米顆粒，粒徑為20nm_700nm，其 中，χ 為 0.6，y 為 0.2。由本實(shí)施例中制備的鋰鎳錳鈷氧放電比容量為165mAh/g。實(shí)施例12、鋰鎳錳鈷氧的制備將LiN03、Ni (CH3COO) 2、Mn(CH3COO)2, Co(NO3)2 和 C2H5NO2 (LiNO3、Ni (CH3COO) 2、 Mn(CH3COO)2、Co(NO3)2 和 C2H5NO2 的摩爾比為 1. 05 0. 8 0. 1 0. 1 0.8)加入水中， 混合均勻，調(diào)節(jié)體系PH至3 ；加熱至60°C下進(jìn)行反應(yīng)10h，得到透明溶膠；將該溶膠在80°C 下干燥90h，得到前體粉末；將前體粉末在600°C下預(yù)燒結(jié)證，得到中間產(chǎn)物粉末；將中間產(chǎn) 物壓片后在900°C下燒結(jié)他即得LiNixMhyC0l_x_y&納米顆粒，粒徑為20nm-600nm，其中，χ為 0. 8，y 為 0. 1。由本實(shí)施例中制備的鋰鎳錳鈷氧放電比容量為172mAh/g。實(shí)施例13、鋰鎳錳鈷氧的制備將Li2C03、Ni (CH3COO) 2、Mn (NO3) 2、Co (CH3COO) 2 禾口 C2H5NO2 (Li2C03、Ni (CH3COO) 2、 Mn(NO3)2、Co(CH3COO)2 和 C2H5NO2 的摩爾比為 1. 05 0. 2 0. 6 0. 2 0. 8)加入水中， 混合均勻，調(diào)節(jié)體系PH至5 ；加熱至60°C下進(jìn)行反應(yīng)10h，得到透明溶膠；將該溶膠在100°C 下干燥70h，得到前體粉末；將前體粉末在400°C下預(yù)燒結(jié)他，得到中間產(chǎn)物粉末；將中間產(chǎn) 物壓片后在1000°C下燒結(jié)IOh即得LiNixMnyC0l_x_yA納米顆粒，粒徑為40nm_800nm，其中，χ 為 0. 2，y 為 0. 6。由本實(shí)施例中制備的鋰鎳錳鈷氧放電比容量為148mAh/g。
從上述實(shí)施例的結(jié)果可以看出，本發(fā)明所提出的制備方法，是一種以檸檬酸或甘 氨酸為成膠劑，選擇合適的鋰鹽、鎳鹽、錳鹽與鈷鹽，按照所需配比加入溶液中，經(jīng)溶膠凝膠 過(guò)程得到前體，再經(jīng)預(yù)燒結(jié)與燒結(jié)得到產(chǎn)物，整個(gè)過(guò)程無(wú)需沉淀、洗滌等步驟，可以得到配 比嚴(yán)格可控的高純度鋰鎳錳鈷氧顆粒，且該方法所得鋰鎳錳鈷氧作為鋰離子電池正極材料 均顯示出了較高的容量。
權(quán)利要求
1. 一種鋰離子電池正極材料，其特征在于所述正極材料為L(zhǎng)iNixMhyC0l_x_yA納米顆 粒，所述納米顆粒的粒徑為10nm-2ym ；其中，0. 1≤χ≤0. 9，0. 1≤y≤0. 9且x+y≤0. 9。
2.權(quán)利要求1所述正極材料的制備方法，包括如下步驟鋰鹽、鎳鹽、鈷鹽、錳鹽和成膠 劑在水中進(jìn)行反應(yīng)得到溶膠；將所述溶膠進(jìn)行烘干得到前體粉末；所述前體粉末依次經(jīng)預(yù) 燒結(jié)和燒結(jié)后得到所述正極材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述鋰鹽為L(zhǎng)iN03、LiN02、Li(CH3COO) 和Li2CO3中任一種；所述鎳鹽為Ni (NO3) 2和Ni (CH3COO) 2中任一種；所述錳鹽為Mn (NO3) 2和 Mn (CH3COO) 2中任一種；所述鈷鹽為Co (NO3) 2和Co (CH3COO) 2中任一種；所述成膠劑為檸檬酸 或甘氨酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制備方法，其特征在于所述反應(yīng)的溫度為30°C-IOO0C ； 所述烘干的溫度為50°C -150°C ；所述預(yù)燒結(jié)的溫度為200°C -700°C ；所述燒結(jié)的溫度為 7000C -1200"C。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一所述的制備方法，其特征在于所述反應(yīng)的時(shí)間為3小 時(shí)-16小時(shí)；所述烘干的時(shí)間為M小時(shí)-120小時(shí)；所述預(yù)燒結(jié)的時(shí)間為1小時(shí)-10小時(shí)； 所述燒結(jié)的時(shí)間為4小時(shí)-24小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一所述的制備方法，其特征在于所述反應(yīng)的體系PH值為 2-10。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一所述的制備方法，其特征在于所述鎳鹽、鈷鹽和錳 鹽的總的物質(zhì)的量與所述鋰鹽的摩爾比為1 (1-1. ；所述鎳鹽、鈷鹽和錳鹽的總的 物質(zhì)的量與所述成膠劑的摩爾比為1 (0.8-1.5)，所述鎳鹽、鈷鹽和錳鹽的摩爾比為 (1-9) (1-9) (1-9)。
8.權(quán)利要求1所述鋰離子電池正極材料在制備鋰離子電池中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鋰離子電池正極材料及其制備方法。該正極材料為L(zhǎng)iNixMnyCo1-x-yO2納米顆粒，所述納米顆粒的粒徑為10nm-2μm；其中，0.1≤x≤0.9，0.1≤y≤0.9且x+y≤0.9。該正極材料的制備方法包括如下步驟鋰鹽、鎳鹽、鈷鹽、錳鹽和成膠劑在水中進(jìn)行反應(yīng)得到溶膠；將所述溶膠進(jìn)行烘干得到前體粉末；所述前體粉末依次經(jīng)預(yù)燒結(jié)和燒結(jié)后得到所述正極材料。本發(fā)明所提供的鋰離子電池正極材料鋰鎳錳鈷氧的制備方法簡(jiǎn)單易行，原料易得，產(chǎn)物成分可通過(guò)投料比嚴(yán)格控制，適宜大規(guī)模生產(chǎn)，實(shí)用化程度高。本發(fā)明提供的鋰離子電池正極材料鋰鎳錳鈷氧為納米材料，可直接作為電池的電極材料使用，并表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。
文檔編號(hào)H01M4/1391GK102148373SQ20111005006
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者萬(wàn)立駿, 江柯成, 郭玉國(guó) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所