一种锂电池正极材料固溶体超细粉的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种锂电池正极材料固溶体超细粉的制备方法，其特点是，包括如下步骤：(1)称取Li盐、Mn盐、Ni盐、Co盐，混合后得金属盐混合物；(2)将上述金属盐混合物溶于去离子水中，浓度为0.05~2mol/L，再加入占金属盐混合物质量2%~35%的增稠剂；(3)将上述产物利用气流式喷雾干燥器进行喷雾干燥，得到混合粉体；(4)将上述粉体先在400~600°C下预烧3~6小时，然后升温到800~1000°C，升温速度为3~10°C/min，继续煅烧10~25小时，即得固溶体超细粉。本发明专利技术的产品具备优良的电化学性质，并且该制备方法工艺简单，适合大规模工业生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源材料
，具体涉及。
技术介绍
随着人们对能源需求的日益增长和对社会与经济可持续发展重要性认识的不断深化，以绿色环保和高效高能为特点的锂离子电池越来越受到人们的重视，大中型电动工具、储能电站、电动车、智能电网等应用对锂离子电池的安全性、能量密度、功率密度、循环寿命、价格、环境友好等方面都提出了更高的要求。目前锂离子电池负极材料的比容量通常在300 mAh/g以上，而正极材料的比容量则始终徘徊在150 mAh/g左右。因此，正极材料成为锂离子电池性能进一步提高的瓶颈。2000年H.Desi Ivestro等报道了一种新型锂离子电池正极材料Li [Li0 2MnQ.4Cr。.4]O2其结构可看作是L I2MnO3及LiCrO2组成的固溶体，该材料在室温下放电容量可以达到260mAh/g，在55。C下放电容量可达到200mAh/g。近年来，这种以Li2MnO3和LiM02(M=N1、Co、Cr、Fe、Al等)形成复合结构的固溶体正极材料，因其具有高比容量、高的工作电压、高比能量、较宽的充放电压范围、良好的热稳定性及价格低廉等优点吸引了国内外专家学者的深入研究，被认为是新一代锂离子电池的候选正极材料之一。目前，常用的锂离子电池正极材料制备方法主要有:高温固相法、共沉淀法、溶月父-凝I父法、水热法等。高温固相法具有设备和工艺简单、利于工业化生产等优点，但是这种方法混合均匀度有限；共沉淀法能够精确控制各组分的含量，使同组分之间实现原子/分子水平的均匀混合；但是备的粉体可能会形成团聚现象，从而破坏粉体的特性，因此若要制备均匀、细的粉体，就必须严格控制粉体的制备过程；溶胶凝胶法以及水热法的合成工艺相对复杂，费时耗能成本高，而且多适用于实验室的研究，为产业化放大生产造成了许多困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:，其特征在于:包括如下步骤:(1)按L1: Mn: N1: Co=(4 ~12): (I ~3): (I ~3): (0~2)的摩尔比称取 Li 盐、Mn 盐、Ni盐、Co盐,混合后得金属盐混合 物； (2)将上述金属盐混合物溶于去离子水中，浓度为0.05~2mol/L,再加入占金属盐混合物质量2%~35%的增稠剂； (3)将上述产物利用气流式喷雾干燥器进行喷雾干燥，得到混合粉体；(4)将上述粉体先在40(T600° C下预烧3~6小时，然后升温到800~1000 ° C，升温速度为3~10° C/min，继续煅烧10-25小时，即得固溶体超细粉。步骤(1)中所述的金属盐为硝酸盐、硫酸盐或醋酸盐。步骤(2)中所述的增稠剂为聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAA)或甲基纤维素。步骤(3)中所述的喷雾干燥器的进料速度为3~6mL/min，进口温度为220~250° C，出口温度为130~150 ° C。本专利技术的有益效果:本专利技术采用喷雾干燥法制备固溶体正极材料，所制得的材料为几百纳米的超细粉体，提高了电极电解液的接触面积缩短了锂离子扩散路径，从而提高功率密度和能 量密度。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1 按摩尔比为2:1:1的比例称取Li2S04、MnS04和NiSO4，将称取的金属盐混合后溶于去离子水中，配成浓度为0.3mol/L的溶液，再加入占金属盐混合物质量5%的PVA增稠剂，再将溶液利用气流式喷雾干燥器进行喷雾干燥，进料速度为5mL/min，进口温度为220 ° C，出口温度为140 ° C，将干燥后的粉体先在500 ° C下预烧4小时，然后升温到900° C，继续煅烧15小时，升温速度为5° C/min，冷却后得到固溶体Li [Lia2Mna4NiaJO2的超细粉体。实施例2 按摩尔比为4:1:1的比例称取Li2S04、MnS04和NiSO4，将称取的金属盐混合后溶于去离子水中，配成浓度为0.5mol/L的溶液，再加入占金属盐混合物质量5%的PEG增稠剂，再将溶液利用气流式喷雾干燥器进行喷雾干燥，进料速度为3mL/min，进口温度为220 ° C，出口温度为140 ° C，将干燥后的粉体先在500 ° C下预烧4小时，然后升温到900° C，继续煅烧15小时，升温速度为5° C/min，冷却后得到固溶体Li [Lia2Mna4NiaJO2的超细粉体。实施例3 按摩尔比为6: 3: 3: 2的比例称取Li2S04、MnSO4, NiSO4和CoSO4,将称取的金属盐混合后溶于去离子水中，配成浓度为0.2mol/L的溶液，再加入占金属盐混合物质量5%的PVP增稠剂，再将溶液利用气流式喷雾干燥器进行喷雾干燥，进料速度为5mL/min，进口温度为220 ° C，出口温度为140 ° C，将干燥后的粉体先在500 ° C下预烧4小时，然后升温到1000° C，继续煅烧12小时，升温速度为5° C/min，冷却后得到固溶体Li [Lia2Mna4NitlJO2的超细粉体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池正极材料固溶体超细粉的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）按Li: Mn: Ni: Co=(4~12): (1~3): (1~3): (0~2)的摩尔比称取Li盐、Mn盐、Ni盐、Co盐，混合后得金属盐混合物；（2）将上述金属盐混合物溶于去离子水中，浓度为0.05~2mol/L，再加入占金属盐混合物质量2%~35%的增稠剂；（3）将上述产物利用气流式喷雾干燥器进行喷雾干燥，得到混合粉体；（4）将上述粉体先在400~600 °C下预烧3~6小时，然后升温到800~1000 °C，升温速度为3~10°C/min，继续煅烧10~25小时，即得固溶体超细粉。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池正极材料固溶体超细粉的制备方法，其特征在于:包括如下步骤:(1)按L1: Mn: N1: Co=(4 ~12): (I ~3): (I ~3): (0~2)的摩尔比称取 Li 盐、Mn 盐、Ni盐、Co盐,混合后得金属盐混合物； (2)将上述金属盐混合物溶于去离子水中，浓度为0.05~2mol/L，再加入占金属盐混合物质量2%~35%的增稠剂； (3)将上述产物利用气流式喷雾干燥器进行喷雾干燥，得到混合粉体； (4)将上述粉体先在400~600° C下预烧3~6小时，然后升温到800~1000 ° C，升温速度为3~10° C/min，继续煅...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙琦，李岩，孙慧英，
申请(专利权)人：青岛乾运高科新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37