The invention belongs to the field of lithium ion batteries and electrochemistry, in particular relates to a rapid synthesis method of cathode materials for lithium ion batteries. The lithium source, the precipitating agent and the metal salt are taken as raw materials according to the chemical measurement, and then the metal salt is dissolved into the solution. The direct rapid mixing the raw materials, the mixture in the supersaturated concentration instant, the formation of a large number of nuclei, and then through the hydrothermal reaction of hydrothermal precursor product, the precursor by subsequent heat treatment, cathode materials for lithium ion batteries or get; precipitation agent and metal salt, will quickly get mixed the precursor by hydrothermal reaction, and then through the heat treatment process in the subsequent lithium ion doped cathode materials are lithium ion batteries. Compared with the similar method, co precipitation method, preparation of cathode materials prepared by this method, small particle size, uniform particle size, controllable morphology, excellent electrochemical performance, and can overcome the traditional coprecipitation process of precursor feeding time deposit method, simple process, low cost, convenient operation, suitable for industrial production.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池和电化学领域,具体涉及一种锂离子电池用正极材料的快速合成方法。
技术介绍
锂二次电池具有高比能量、高比功率、循环寿命长等优点,其材料体系丰富,形态多样,应用广泛,其杰出代表——锂离子电池自从1991年产业化后,不仅占领移动电子终端设备应用市场,而且还成为电动汽车和只能电网的理想蓄电单元。锂离子电池正极材料是锂离子电池的重要组成部分,目前市场上已经商业化的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂和三元类正极材料。近年来,具有较高电压的LiNi0.5Mn1.5O2尖晶石材料、具有较高容量的富锂正极材料xLiMO2-(1-x)Li2MnO3也得到了研究者的广泛关注。这些正极材料氧化物具有较高的比容量,有望成为下一代锂离子电池正极材料。锂离子正极材料的合成的方法主要有固相法、溶胶凝胶法、喷雾干燥法、水热合成法和共沉淀法。固相法成本低、产率高,制备工艺简单,然而固相反应受反应物固体比表面积、反应物间接触面、生产物相成核速率以及通过生产物相的离子扩散等因素影响,合成材料的均一性较差。溶胶凝胶法合成温度低,合成的材料均匀性好、纯度高,但工艺制作时间长、收率低。传统的水热法中,加料方式为滴加,预反应过程耗时长,成本高。
技术实现思路
本专利技术目的是为了克服共沉淀法或水热法制备锂离子正极材料时,由锂源、过渡金属盐和沉淀剂制备前驱体时反应时间过长的缺点,提供了一种锂离子电池用正极材料的快速合成方法。为实现上述目的,本专利技术采用技术方案为:一种锂离子电池用正极材料的快速合成方法,按化学计量称取锂源、沉淀剂和金属盐作为原料,而后将金属盐原料溶解制成溶液。 ...
【技术保护点】
一种锂离子电池用正极材料的快速合成方法,其特征在于:按化学计量称取锂源、沉淀剂和金属盐作为原料,而后将金属盐原料溶解制成溶液。再将各原料直接快速混合,使混合液在瞬间的过饱和浓度下,形成大量晶核,再通过水热反应获得水热产物前驱体,前驱体再通过后续热处理,得到锂离子电池的正极材料;或,将沉淀剂和金属盐快速混合,通过水热反应获得前驱体,而后通过后续的热处理过程中进行锂离子的掺杂,得到锂离子电池的正极材料。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用正极材料的快速合成方法,其特征在于:按化学计量称取锂源、沉淀剂和金属盐作为原料,而后将金属盐原料溶解制成溶液。再将各原料直接快速混合,使混合液在瞬间的过饱和浓度下,形成大量晶核,再通过水热反应获得水热产物前驱体,前驱体再通过后续热处理,得到锂离子电池的正极材料;或,将沉淀剂和金属盐快速混合,通过水热反应获得前驱体,而后通过后续的热处理过程中进行锂离子的掺杂,得到锂离子电池的正极材料。2.按权利要求1所述的锂离子电池用正极材料的快速合成方法,其特征在于:将沉淀剂经溶剂混合搅拌均匀作为原料1,按化学计量比称取固体锂源或液体锂源作为原料2;以及按化学计量比取经溶剂混合的金属盐作为原料3;而后将原料1、原料2和原料3直接在反应釜中快速混合搅拌,搅拌后移至水热釜中进行水热处理,反应温度在160~220℃,反应时间在6~12h,获得前驱体;所得前驱体在600~1100℃下的特殊气氛中煅烧,最终获得粒径较小、尺寸均一的正极材料。3.按权利要求1所述的锂离子电池用正极材料的快速合成方法,其特征在于:将沉淀剂经溶剂混合搅拌均匀作为原料1,按化学计量比称取固体锂源或液体锂源作为原料2;以及按化学计量比取经溶剂混合的金属盐作为原料3;而后将原料1和原料3直接在反应釜中快速混合搅拌,搅拌后移至水热釜中进行水热处理,反应温度在160~220℃,反应时间在6~12h,获得前驱体;再将所得前驱体与原料2混合研磨后,在600~1100℃下的特殊气氛中煅烧,最终...
【专利技术属性】
技术研发人员:金永成,孙德业,颜文超,姜继成,
申请(专利权)人:中国科学院青岛生物能源与过程研究所,
类型:发明
国别省市:山东;37
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