n1.5(0H)4。在本發(fā)明的實施例中,可以在攪拌的條件下進行共沉淀反應(yīng)。在本發(fā)明的實施例中,所述攪拌的速度為650轉(zhuǎn)/分?750轉(zhuǎn)/分;在其他的實施例中,所述攪拌的速度為680轉(zhuǎn)/分?720轉(zhuǎn)/分;在另外的實施例中,所述攪拌的速度為700轉(zhuǎn)/分。
[0038]在本發(fā)明的實施例中,所述共沉淀反應(yīng)的氨值為4.0g/L?7.0g/L ;在其他的實施例中,所述共沉淀反應(yīng)的氨值為5.0g/L?6.0g/L。在本發(fā)明的實施例中,所述共沉淀反應(yīng)的pH值為10?11.5 ;在其他的實施例中,所述共沉淀反應(yīng)的pH值為10.5?11。在本發(fā)明的實施例中,所述共沉淀反應(yīng)的溫度為40°C?70°C ;在其他的實施例中,所述共沉淀反應(yīng)的溫度為50°C?60°C。在本發(fā)明的實施例中,所述共沉淀反應(yīng)的時間為5小時?9小時;在其他的實施例中,所述共沉淀反應(yīng)的時間為6小時?8小時。
[0039]在本發(fā)明中,所述胺類絡(luò)合劑為具有鏈狀結(jié)構(gòu)的脂肪胺,包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、異丙胺、乙二胺、三乙醇胺或聯(lián)氨。
[0040]在本發(fā)明的實施例中,所述沉淀劑為堿性溶液,所述堿性溶液中的堿性物質(zhì)包括氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鋰。在本發(fā)明的實施例中,所述堿性溶液的濃度為2.0mol/L?6.0moI/L ;在其他的實施例中,所述堿性溶液的濃度為3.0moI/L?5.0moI/L0
[0041 ] 在本發(fā)明的實施例中,所述鎳鹽包括鎳的硫酸鹽、鎳的硝酸鹽和鎳的氯化物中的一種或幾種;在其他的實施例中,所述鎳鹽包括鎳的硫酸鹽、鎳的硝酸鹽或鎳的氯化物。
[0042]在本發(fā)明的實施例中,所述錳鹽包括錳的硫酸鹽、錳的硝酸鹽和錳的氯化物中的一種或幾種;在其他的實施例中,所述錳鹽包括錳的硫酸鹽、錳的硝酸鹽或錳的氯化物。
[0043]在本發(fā)明的實施例中,所述鎳鹽和錳鹽形成的混合溶液中金屬離子的濃度為
1.0moI/L?3.0moI/L ;在其他的實施例中,所述鎳鹽和錳鹽的混合溶液中金屬離子的濃度為 1.5mol/L ?2.5mol/L。
[0044]在本發(fā)明的實施例中,所述共沉淀反應(yīng)過程中胺類絡(luò)合劑在反應(yīng)體系中的濃度為
0.005mol/L?0.02mol/L,所述反應(yīng)體系由上述技術(shù)方案所述的胺類絡(luò)合劑、沉淀劑、鎳鹽和錳鹽形成的混合溶液和氨水組成;在其他的實施例中,所述共沉淀反應(yīng)過程中胺類絡(luò)合劑在所述反應(yīng)體系中的濃度為0.0lmol/L?0.015mol/Lo
[0045]在本發(fā)明的實施例中,制備得到的Nia5Mnu(OH) 4的粒度為8微米?12微米。在本發(fā)明的實施例中,可以通過對Ni。.5MnL5 (OH) 4進行過濾、反復洗滌,以去除其中的Na+、SO42雜質(zhì)。
[0046]得到Nia5Mnh5 (OH) 4后,本發(fā)明將Ni 0.5MnL5(OH) 4進行煅燒,得到煅燒產(chǎn)物。在本發(fā)明中,所述煅燒的溫度為550°C?850°C。在本發(fā)明的實施例中,所述煅燒的溫度為650°C?7500C。在本發(fā)明的實施例中,所述煅燒的時間為2小時?6小時;在其他的實施例中,所述煅燒的溫度為3小時?4小時。在本發(fā)明中,將Ni。.5MnL5 (OH) 4在550°C?850°C煅燒后得到具有尖晶石結(jié)構(gòu)的氧化物NiMn2O4及Mn 304,從而使本發(fā)明制備得到的鎳鈷酸鋰具有正八面體結(jié)構(gòu)。
[0047]得到煅燒產(chǎn)物后,本發(fā)明將所述煅燒產(chǎn)物和鋰化合物以第一速度從第一溫度升至第二溫度;然后以第二速度從第二溫度升至第三溫度進行反應(yīng),得到鎳錳酸鋰。在本發(fā)明中,所述第一速度為10°C /min?20°C /min ;在本發(fā)明的實施例中,所述第一速度為12°C /min?14°C /min。本發(fā)明中以較快的升溫速度使煅燒產(chǎn)物和鋰化合物進行反應(yīng),能夠降低本發(fā)明制備得到的鎳鈷酸鋰中的雜質(zhì)含量。在本發(fā)明中,所述第二速度為1°C /min?5°C /min ;在本發(fā)明的實施例中,所述第二速度為2V /min?4°C /min。在本發(fā)明中,所述第一溫度為400°C?600°C ;在本發(fā)明的實施例中,所述第一溫度為450°C?550°C ;在其他的實施例中,所述第一溫度為500°C。在本發(fā)明中,所述第二溫度為800°C?850°C ;在本發(fā)明的實施例中,所述第二溫度為820°C?830°C。在本發(fā)明中,所述第三溫度為851 °C?1000°C;在本發(fā)明的實施例中,所述第三溫度為880°C?960°C ;在其他的實施例中,所述第三溫度為900°C?940°C。在本發(fā)明的實施例中,所述反應(yīng)的時間為6小時?16小時;在其他的實施例中,所述反應(yīng)的時間為10小時?12小時。
[0048]在本發(fā)明的實施例中,所述鋰化合物包括碳酸鋰。在本發(fā)明的實施例中,所述煅燒產(chǎn)物和鋰化合物的摩爾比為1: (I?1.08);在其他的實施例中,所述煅燒產(chǎn)物和鋰化合物的摩爾比為1: (1.02?1.06) ο
[0049]在本發(fā)明的實施例中,所述煅燒產(chǎn)物和鋰化合物反應(yīng)完成后,將得到的反應(yīng)產(chǎn)物進行退火處理,得到鎳錳酸鋰。在本發(fā)明中,所述退火處理的溫度為650°C?750°C;在其他的實施例中,所述退火處理的溫度為680°C?7200C。在本發(fā)明的實施例中,所述退火處理的時間為6小時?10小時;在其他的實施例中,所述退火處理的時間為7小時?8小時。
[0050]在本發(fā)明的實施例中,將所述反應(yīng)產(chǎn)物以第三速度降溫至退火處理溫度進行退火處理,得到鎳錳酸鋰。在本發(fā)明中,所述第三速度為0.50C /min?1.5°C /min ;在本發(fā)明的實施例中,所述第三速度為0.80C /min?1.2°C /min。
[0051 ] 在本發(fā)明的實施例中,將所述退火處理后的產(chǎn)物冷卻至室溫,得到鎳錳酸鋰。
[0052]本發(fā)明提供了一種正極材料,包括上述技術(shù)方案所述的方法制備得到的鎳錳酸鋰。上述技術(shù)方案所述的鎳錳酸鋰可作為正極材料使用,尤其是作為鋰離子二次電池5V尖晶石結(jié)構(gòu)正極材料,本發(fā)明提供的正極材料具有較好的振實密度、雜質(zhì)含量低、電化學性能較好。
[0053]本發(fā)明提供了一種鋰離子電池,所述鋰離子電池的正極材料為上述技術(shù)方案所述的正極材料。在本發(fā)明中,所述正極材料具有較好的振實密度,并且雜質(zhì)含量低,電化學性能好;采用這種正極材料制備得到的鋰離子電池也具有較好的電化學性能。本發(fā)明對所述鋰離子電池的制備方法沒有特殊的限制,采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的鋰離子電池的制備方法制備得到即可。
[0054]對本發(fā)明提供的鎳錳酸鋰進行SEM檢測,檢測結(jié)果為,本發(fā)明提供的鎳錳酸鋰的晶粒具有正八面體結(jié)構(gòu)。
[0055]測試本發(fā)明提供的鎳錳酸鋰的振實密度,測試結(jié)果為,本發(fā)明提供的鎳錳酸鋰的振實密度> 1.8g/cm3。
[0056]對本發(fā)明提供的鎳錳酸鋰進行XRD測試,測試結(jié)果為,本發(fā)明提供的鎳錳酸鋰中的雜質(zhì)含量為<0.3%。
[0057]對本發(fā)明提供的鎳錳酸鋰進行電化學性能測試,包括0.1C首次放電容量和100次循環(huán)后容量保持率;測試結(jié)果為,本發(fā)明提供的鎳錳酸鋰0.1C首次放電克容量為136.5mAh/g?138.5mAh/g,100次循環(huán)后容量保有率為96%?98.5%。
[0058]本發(fā)明以下實施例所用到的原料均為市售商品。
[0059]實施例1
[0060]將硫酸錳和硫酸鎳配置成金屬離子濃度為1.2mol/L的混合溶液,配制濃度為2.4mol/L的NaOH溶液,將二乙烯三胺加入到NaOH溶液中得到混合物,使二乙烯三胺的濃度為0.02mol/L,采用并流的方式將上述混合溶液、混合物和氨水同時通入到反應(yīng)釜中,在攪拌的條件下60°C下進行共沉淀反應(yīng),控制共沉淀反應(yīng)的pH值為10.5,通過連續(xù)進料的方式,進行7.5小時的共沉淀反應(yīng),保持反應(yīng)釜中氨的濃度為5.8g/L,將得到的反應(yīng)產(chǎn)物過濾、反復洗滌以去除其中的雜質(zhì),得到粒度為11.0 μ m的Nia5Mnu (OH) 4;
[0061]將上述Nia5Mnh5(OH)^ 800 °C下煅燒4個小時,得到煅燒產(chǎn)物;
[0062]將所述煅燒產(chǎn)物與Li2C0d$照摩爾比為1: 1.05的比例均勻混合,將得到的混合物升溫至500°C,然后以12°C /min速度升溫至850°C,再以2.0°C /min速度升溫至960°C進行10小時的保溫反應(yīng);將得到的反應(yīng)產(chǎn)物以0.50C /min速率