本發(fā)明屬于鋰離子電池正極材料的制備領(lǐng)域，尤其涉及一種鎳錳酸鋰材料的制備方法。
背景技術(shù)：
尖晶石型鎳錳酸鋰(lini0.5mn1.5o4)是在錳酸鋰基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，可逆容量為146.7mah/g，電壓平臺(tái)為4.7v左右，比錳酸鋰的4v電壓平臺(tái)要高出15％以上，高溫下的循環(huán)穩(wěn)定性比原有的錳酸鋰有了質(zhì)的提升。鎳錳酸鋰由此被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的高電位鋰離子電池正極材料。鎳錳酸鋰與目前市場(chǎng)上使用的鋰電池正極材料相比，比鈷酸鋰輸出電壓高、成本低、環(huán)境友好，高溫下循環(huán)穩(wěn)定性比錳酸鋰有很大提高；與磷酸亞鐵鋰相比，其制備工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)的批次穩(wěn)定性好，特別是在與鈦酸鋰負(fù)極相匹配時(shí)，磷酸亞鐵鋰-鈦酸鋰單體電池僅有1.9v輸出電壓，而鎳錳酸鋰-鈦酸鋰單體電池的輸出電壓可高達(dá)3.2v，優(yōu)勢(shì)非常明顯，被認(rèn)為是未來(lái)大型、長(zhǎng)壽命、高安全電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能大型動(dòng)力電池首選正極材料。
鎳錳酸鋰的電化學(xué)性能與其前軀體制備、高溫?zé)捎忻芮械年P(guān)系。中國(guó)發(fā)明專利(cn103066275a)公開(kāi)了一種球形高電壓鎳錳酸鋰正極材料的制備方法，通過(guò)共沉淀制備了球形鎳錳二元前軀體，然后將鋰源與鎳錳前軀體等混合，在高溫?zé)Y(jié)爐分別經(jīng)過(guò)600-900℃，5-20小時(shí)、650-850℃，10-20小時(shí)、500-650℃，15-30小時(shí)燒成鎳錳酸鋰正極材料。目前通過(guò)共沉淀法制備鎳錳酸鋰前軀體比較常見(jiàn)，通過(guò)沉淀劑將鎳、錳的可溶性鹽轉(zhuǎn)化成共沉淀復(fù)合物，例如ni0.5mn1.5(co3)2、ni0.5mn1.5(oh)4等。中國(guó)發(fā)明專利(201010539501.9)公開(kāi)了一種高電壓鋰電池正極材料氧化鎳錳酸鋰的共沉淀制法，將鎳、錳源在碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸氫銨或草酸銨溶液中共沉淀。這類采用化學(xué)共沉淀方法先生產(chǎn)前驅(qū)物的方法，雖然制備物純度高，活性好，但易于造成水污染，成本高。中國(guó)發(fā)明專利(201010148191.8)公開(kāi)了一種微波合成多元摻雜錳酸鋰的制備方法，將碳酸鋰、mno2、mgo、ni2o3及cr2o3作為原料球磨混合，在100℃烘干48-60小時(shí)后，微波600-900℃處理5-30分鐘，該專利公布產(chǎn)品電壓平臺(tái)是4.0v的錳酸鋰材料。同傳統(tǒng)高溫?zé)Y(jié)方法相比，微波高溫法顯著降低了產(chǎn)品制備的時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)的效率。但微波生產(chǎn)設(shè)備造價(jià)高昂，綜合成本較高，且不利于大量工業(yè)化生產(chǎn)。
有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種鎳錳酸鋰材料的制備方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種鎳錳酸鋰材料的制備方法，反應(yīng)所需的氧元素均由材料本身提供，不依賴外部氣體流通的供給，因此反應(yīng)不需要傳統(tǒng)方式的鼓風(fēng)，減少氣體了流通所帶走的熱量，更為經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
本發(fā)明提供的一種鎳錳酸鋰材料的制備方法，包括以下步驟：
s1.按摩爾比1：2：1.06稱取nimn(oh)4、mno2、li2co3，共同研磨，混合均勻；
s2.將所述步驟s1中得到的混合物加熱至550℃保溫2小時(shí)，然后加熱到850～900℃保溫5小時(shí)，冷卻至室溫；
s3.冷卻后，將物料進(jìn)行粉碎、篩分，得到鎳錳酸鋰。
進(jìn)一步的，所述步驟s1中，還包括在混合物中加入重量分?jǐn)?shù)為0.1％的助燒劑共同研磨，混合均勻。
進(jìn)一步的，所述助燒劑包括磷酸氫二鋰、磷酸二氫鋰、氧化硼、硼酸中的一種或多種。
借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明按照摩爾比1：2將nimn(oh)4與高價(jià)位的錳氧化物mno2混合，使之易于合成尖晶石型鎳錳酸鋰(ni0.5mn1.5o4)；將上述混合物與適量的鋰源共同研磨混合，然后經(jīng)過(guò)高溫固相反應(yīng)，可以快速生成目標(biāo)鎳錳酸鋰產(chǎn)品；由于反應(yīng)所需的氧元素均由材料本身提供，不依賴外部氣體流通的供給，因此反應(yīng)不需要傳統(tǒng)方式的鼓風(fēng)，可以減少氣體流通所帶走的熱量，更為經(jīng)濟(jì)環(huán)保，而且反應(yīng)速度加快，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)材料晶粒不致生長(zhǎng)得很大，保證了材料的倍率放電性能；由于對(duì)化學(xué)共沉淀法前驅(qū)體的依賴減少，因此降低了污染。
上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如后。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
一種鎳錳酸鋰材料的制備方法，包括以下步驟：
s1.按摩爾比1：2：1.06稱取nimn(oh)4、mno2、li2co3，混合物中加入重量分?jǐn)?shù)為0.1％的助燒劑，助燒劑為磷酸氫二鋰，共同研磨，混合均勻；
s2.將所述步驟s1中得到的混合物加熱至550℃保溫2小時(shí)，然后加熱到850℃保溫5小時(shí)，冷卻至室溫；
s3.冷卻后，將物料進(jìn)行粉碎、篩分，得到鎳錳酸鋰。
在其他實(shí)施方式中，助燒劑還可以是磷酸二氫鋰、氧化硼、硼酸中的一種或多種。
本發(fā)明按照摩爾比1：2將nimn(oh)4與高價(jià)位的錳氧化物mno2混合，使之易于合成尖晶石型鎳錳酸鋰(ni0.5mn1.5o4)；將上述混合物與適量的鋰源共同研磨混合，然后經(jīng)過(guò)高溫固相反應(yīng)，可以快速生成目標(biāo)鎳錳酸鋰產(chǎn)品；由于反應(yīng)所需的氧元素均由材料本身提供，不依賴外部氣體流通的供給，因此反應(yīng)不需要傳統(tǒng)方式的鼓風(fēng)，可以減少氣體流通所帶走的熱量，更為經(jīng)濟(jì)環(huán)保，而且反應(yīng)速度加快，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)材料晶粒不致生長(zhǎng)得很大，保證了材料的倍率放電性能；由于對(duì)化學(xué)共沉淀法前驅(qū)體的依賴減少，因此降低了污染。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。