一種用于電池的正極材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池設(shè)備，特別是一種用于電池的正極材料。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂二次電池是基于鋰離子電池理論而發(fā)展的一種新型可充電池。鎂是在元素周期表中與鋰處于對(duì)角線(xiàn)位置的第II組族金屬，因而與鋰具有相似的物理和化學(xué)性質(zhì)。鎂的價(jià)格底廉(約為鋰的1/24)，環(huán)境友好、熔點(diǎn)高￠49度)、易加工處理、相對(duì)于鋰活潑性差，安全性更高，因此用鎂的化合物作為鎂電池是一種有良好應(yīng)用前景的化學(xué)電源。2000年，以色列 D.Aurbach 研宄小組提出的 Mg | 0.25mol/LMg (AlCl2BuEt) 2/THF\MgxMo3S4體系，極大推進(jìn)了可充鎂電池的進(jìn)展?？沙滏V電池在大負(fù)荷用途方面具有潛在優(yōu)勢(shì)，與大型動(dòng)力鋰二次電池相比，有望在安全和價(jià)格兩點(diǎn)上取得突破，也能提供比鉛酸電池和鎳鎘電池體系高得多的能量密度，被認(rèn)為是很有望適于電動(dòng)汽車(chē)的一種綠色蓄電池。我國(guó)鎂資源(大多數(shù)為MnC03)的儲(chǔ)量居世界首位，具有開(kāi)發(fā)鎂電池的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)鎂電池的研宄已逐漸引起重視。
[0003]然而在制備鎂二次電池時(shí)，往往很難掌握鎂在電池的正極材料中含量。因?yàn)殒V離子對(duì)鎳鈷錳鋰系正極材料的結(jié)構(gòu)和形貌都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。這些結(jié)構(gòu)和形貌上的影響又會(huì)影響電池的特性

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，有必要提供一種合適含量的具有鎂的用于電池的正極材料，以滿(mǎn)足上述需要。
[0005]一種用于電池的正極材料包括由亞硝酸鈷、亞硝酸鎳、亞硝酸鎂、碳酸鋰以及由亞硝酸錳溶液制成的鈷鎳鎂錳鋰正極材料，其中，所述鎂的含量為4%?6%。
[0006]一種用于電池的正極材料的制備方法，其特征在于，所述含有鎂的用于電池的正極材料的制備方法包括:
[0007]提供盛有去離子水的燒杯；
[0008]將亞硝酸鈷、亞硝酸鎳、亞硝酸鎂和亞硝酸錳配成亞硝酸鹽混合溶液，并控制所述亞硝酸鎂的化學(xué)計(jì)量比為10%?15% ;
[0009]用堿溶液滴定控制所述去離子水的PH值保持在11左右；
[0010]將配好的硝酸鹽混合溶液用滴定管逐滴滴入盛有去離子水的燒杯里生成沉淀；
[0011]生成的鈷鎳鎂錳氫氧化物沉淀物用去離子水洗滌，過(guò)濾后干燥；
[0012]對(duì)干燥好的鈷鎳鎂錳氫氧化物進(jìn)行重量稱(chēng)重；
[0013]將稱(chēng)重后的鈷鎳鎂錳氫氧化物與碳酸鋰充分混合，所述碳酸鋰的重量要控制使鎂的含量保持在4%?6%之間以制得所述鈷鎳鎂錳鋰正極材料。
[0014]由于所述制備方法制得的鈷鎳鎂錳鋰正極材料，由于所述鎂含量保持在4%?6%，使得該正極材料在CRD表征圖中的衍射強(qiáng)度變小，峰位偏移也小，同時(shí)雜相峰消失，鎂離子的摻雜有助于單一相材料的合成，而當(dāng)摻雜鎂含量為4%?6%時(shí)結(jié)構(gòu)有序性最好，有利于充分抑制鋰離子嵌脫過(guò)程中的相變化，使得充放電性能、循環(huán)性能得到明顯改善。
【附圖說(shuō)明】
[0015]以下結(jié)合附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中:
[0016]圖1為本發(fā)明提供的一種用于電池的正極材料的制備方法流程圖。
[0017]圖2為圖1的用于電池的正極材料的X射線(xiàn)衍射光譜法表征圖。
[0018]圖3A-圖3C為圖1的用于電池的正極材料的掃描電子顯微鏡法的形貌圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下基于附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅作為實(shí)施例，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020]請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明提供的一種用于電池的正極材料的制備方法步驟圖。所述用于電池的正極材料的制備方法包括如下步驟:
[0021]步驟101:提供盛有去離子水的燒杯；
[0022]步驟102:將亞硝酸鈷、亞硝酸鎳、亞硝酸鎂和亞硝酸錳配成亞硝酸鹽混合溶液，并控制所述亞硝酸鎂的化學(xué)計(jì)量比重為10%?15% ;
[0023]步驟103:用堿溶液滴定控制所述去離子水的PH值保持在11左右；
[0024]步驟104:將配好的硝酸鹽混合溶液用滴定管逐滴滴入盛有去離子水的燒杯里生成沉淀；
[0025]步驟105:生成的鈷鎳鎂錳氫氧化物沉淀物用去離子水洗滌，過(guò)濾后干燥；
[0026]步驟106:對(duì)干燥好的鈷鎳鎂錳氫氧化物進(jìn)行重量稱(chēng)重；
[0027]步驟107:將稱(chēng)重后的鈷鎳鎂錳氫氧化物與碳酸鋰充分混合，所述碳酸鋰的重量要控制使鎂的含量保持在4%?6%之間以制得所述鈷鎳鎂錳鋰正極材料。
[0028]在步驟101中，所述去離子水是指除去了呈離子形式雜質(zhì)后的純水，這樣會(huì)所制得的正極材料比較干凈，性能也會(huì)更優(yōu)良。在該步驟中，為了后續(xù)的操作，還應(yīng)將該燒杯放在攪拌器上同時(shí)加熱到50度。所述攪拌器可以是恒溫磁力攪拌器，即其可以在攪拌的同時(shí)對(duì)其加溫。
[0029]在步驟102中，為了控制鎂在整個(gè)正極材料中的比重，所述亞硝酸鎂的化學(xué)計(jì)量比重應(yīng)控制在所述亞硝酸鈷、亞硝酸鎳、亞硝酸鎂和亞硝酸錳組成的混合溶液中的比重為10 %?15 %。至于所述亞硝酸鈷、亞硝酸鎳以及亞硝酸錳各自的化學(xué)比重，如摩爾比可以為一樣，即1:1:1。同時(shí)還要控制亞硝酸錳的濃度，在本實(shí)施例中，所述亞硝酸錳的質(zhì)量濃度為50%，所述亞硝酸鹽混合溶液的摩爾濃度為0.5mol/Lo
[0030]在步驟103中，所述堿溶液可以為氨水與氫氧化納的混合溶液?？梢允褂玫味ü軐⒃搲A溶液逐滴滴入上述的亞硝酸鹽的混合溶液中。在點(diǎn)滴該堿溶液的過(guò)程中，同時(shí)要測(cè)試所述去離子水的PH值，一定要使其維持在11左右，以保證所述亞硝酸鹽的堿性，從而可以保證后續(xù)的化學(xué)反應(yīng)可以正常進(jìn)行，并形成鈷鎳鎂錳的氫氧化物的前驅(qū)體。
[0031]在步驟104中，使用滴定管將亞硝酸鹽的混合溶液滴入所述的混合有堿溶液的去離子水中，以與所述堿性溶液發(fā)生反應(yīng)形成鈷鎳鎂錳的氫氧化物的前驅(qū)體。
[0032]需要進(jìn)一步說(shuō)明的是，在步驟103和步驟104中，在滴定所述堿溶液與亞硝酸鹽的混合溶液的過(guò)程中，還要攪拌該溶液以使離子濃度、PH值一致?？梢愿鶕?jù)用量的要求，設(shè)定滴定的時(shí)間。在本實(shí)施例中，滴定的時(shí)間可以為8小時(shí)。同時(shí)為了讓所述堿溶液與氫氧化物前驅(qū)體能夠充分反應(yīng)，在滴定完以后還要繼續(xù)在50度下攪拌一定時(shí)間。
[0033]在步驟105中，對(duì)所生產(chǎn)的鈷鎳鎂錳氫氧化物沉淀物洗滌的作用是除去其中的鈉離子，該鈉離子