本发明专利技术是有关于一种锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMnzO2的制备方法，该制备方法具体涉及一种锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMnzO2(0.1≤x≤0.5，0.2≤y≤0.6，0.1≤z≤0.5，x+y+z＝1)的制备方法。首先将可溶性的锂盐、镍盐、钴盐和锰盐溶于去离子水和无水乙醇的混合溶液中，搅拌均匀后倒入反应釜汇总并置于鼓风干燥箱中反应一段时间，然后将得到的产物烘干、研磨、煅烧得到LiNixCoyMnzO2(0.1≤x≤0.5，0.2≤y≤0.6，0.1≤z≤0.5，x+y+z＝1)三元正极材料。该制备方法操作简便，保证了原料之间分子级别的混合，制备的三元正极材料的粒径分布集中在纳米量级，能够有效地缩短锂离子的传输路径。该三元正极材料具有高比容量、高倍率性能和循环稳定性，适用于高倍率充放电需求。
【技术实现步骤摘要】
—种锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMnzO2
本专利技术属于锂离子电池正极材料的制备
，具体涉及一种锂离子电池三元正极材料 LiNixCoyMnzO2 (0.1 彡 x 彡 0.5，0.2 彡 y 彡 0.6，0.1 彡 z 彡 0.5，x+y+z = I)。
技术介绍
随着世界经济的快速发展，能源短缺与环境污染问题日益严重。同时，科学快速发展，对具有高能量密度的新型能源的需求日益增加，使得电气设备小型化的趋势日益显著，这就造成对高能电源的要求越来越高，这就迫切要求我们研制开发一种新型绿色能源代替传统的能源。锂离子电池的出现让我们看到了储能材料的新希望。锂离子电池具有高的比能量、环境友好、循环使用寿命长以及无记忆效应等诸多优点而受到了人们的普遍关注。锂离子电池正极材料主要包括钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)等。其中，钴酸锂(LiCoO2)是最早商业化的锂离子电池正极材料，该材料性质稳定、循环性能好。但是钴资源稀缺且价格昂贵，给大规模的使用带来了阻碍。三元电极材料LiNixCoyMnzO2的提出一方面降低了钴的含量,有利于降低材料的成本；另一方面该材料具有高的比容量和循环性能，从而受到了人们的普遍关注。但是该材料在高倍率下的比容量和循环性能还有较大的提升空间。 当前合成三元正极材料的主要方法以固相合成为主，该方法具有设备简单、易于产业化等优点，但是该合成过程能耗大、效率低、易混入杂质、电化学性能欠佳。Xiaodong Guo 等(Kui Yin, Weimao Fang, Benhe Zhong, Xiaodong Guo, Yan Tang, XiangNie, Electrochimica Acta 85 (2012) 99 - 103.)通过共沉淀法合成了 LiNi 1/3Co1/3Mn1/302正极材料，该电极材料在放电倍率是0.1C时，放电容量可以达到175mAh g_\但是制备过程繁琐，很难保证原料能充分以分子级别混合均匀，难以实现大规模工业化量产。王志兴(CN201110331881.1)公开了采用共沉淀-硅包覆-高温烧结_脱硅联合的方法合成了LiNixCoyMn1^yO2正极材料,该材料充放电性能可达194.4?210.3mAh g4,但是制备过程繁琐，条件不易控制且成本很高。 有鉴于上述现有的三元正极材料存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的一种锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMnzO2,能够改进一般现有的三元正极材料，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMnzO2 (0.1 彡 x 彡 0.5，0.2 彡 y 彡 0.6，0.1 彡 z 彡 0.5, x+y+z = I)，该方法具有制备工艺简单，过程易于控制等特点。 本专利技术的实验过程是首先将可溶性的锂盐、二价镍盐、二价钴盐和二价锰盐按摩尔比 l:x:y:z 的比例，其中 0.1 < X < 0.5,0.2 < y < 0.6,0.1 < z < 0.5,x+y+z = I,加入到去离子水和无水乙醇的混合溶液中，搅拌均匀，待其完全溶解后再依次加入间苯二酚和甲醛，搅拌使其完全溶解。然后将得到的溶液转移至反应釜中，密封后置于鼓风干燥箱中反应12?72小时。反应结束后，取出反应釜，待反应釜冷却至室温后，将釜内的前驱体从反应釜内取出，然后将前驱体置于鼓风干燥箱中，经过干燥、研磨、煅烧，从而得到本专利技术所述的LiNixCoyMnzO2三元正极材料。该过程操作简便，实验条件容易控制且保证了原料以分子级别的混合，降低了杂质的生成概率。 本专利技术所述的锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMnzO2 (0.1 ^ x ^ 0.5,0.2 < y < 0.6,0.1 < z < 0.5, x+y+z = I),其步骤如下: (a)将可溶性的锂盐、二价镍盐、二价钴盐和二价锰盐按摩尔比l:x:y:z的比例其中，0.1 ^ X ^ 0.5,0.2 ^ y ^ 0.6,0.1 ^ z ^ 0.5, x+y+z = I,加入到去离子水和无水乙醇的混合溶液中，锂盐的浓度为0.3?1.0mol.dnT3，去离子水和无水乙醇的体积比为1: 0.5?2.0，搅拌均匀，待其完全溶解后再依次加入间苯二酚和甲醛，其摩尔比1:1?3.0，搅拌使其完全溶解； (b)将步骤(a)得到的溶液转移至反应釜中，密封后置于鼓风干燥箱中，于60?120摄氏度条件下反应12?72小时； (c)反应结束后，取出反应釜，待反应釜冷却至室温后，将釜内的前驱体从反应釜内取出，然后将前驱体置于鼓风干燥箱中干燥； (d)将步骤(C)得到的前驱体在空气气氛或者是氧气气氛下、550?850摄氏度条件下高温烧结6?24小时，从而得到本专利技术所述的LiNixCoyMnzO2 (0.1彡x彡0.5，0.2 ^ y ^ 0.6,0.1 ^ z ^ 0.5, x+y+z = I)三元正极材料。 在步骤(a)中，所述三元正极材料LiNixCoyMnzO2中x、y、z的取值范围为: 0.1 彡 X 彡 0.5，0.2 彡 y 彡 0.6，0.1 彡 z 彡 0.5，且 x+y+z = I。 在步骤(a)中，所述锂盐为硝酸锂、醋酸锂、氯化锂、碳酸锂中的一种或多种。 在步骤(a)中，所述二价镍盐为硝酸镍、醋酸镍、氯化镍中的一种或多种。 在步骤(a)中，所述二价钴盐为硝酸钴、醋酸钴、氯化钴中的一种或多种。 在步骤(a)中，所述二价锰盐为硝酸锰、醋酸锰、氯化锰中的一种或多种。 在步骤(a)中，所述锂盐的浓度范围为0.3?1.0mol.dnT3去离子水和无水乙醇的体积比为1: (0.5?2.0);间苯二酚和甲醛的摩尔比为1: (I?3.0)。 在步骤(b)中，该反应的温度为60?120°C，该反应的时间为12?72小时。 在步骤⑷中，该高温烧结的温度为550?850°C，该高温烧结的时间为6?24小时。 借由上述技术方案，本专利技术的优点和效果在于:通过本专利技术方法制备的LiNixCoyMnzO2，其中 0.1 彡 x 彡 0.5，0.2 彡 y 彡 0.6，0.1 彡 z 彡 0.5，x+y+z = I，能够保证原料以分子级别的均匀混合，有利于降低合成反应温度和杂相的生成概率。同时碳凝胶的存在在后面的烧结过程中阻止活性材料之间的接触生长，制备得到的三元正极材料具有纳米级的尺寸，有助于电化学性能的提高。电化学测试结果表明，该材料具有高的比容量和循环稳定性能，适用于高倍率充放电需求。 上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。 【附图说明】 图1是实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMnzO2的制备方法，其特征在于其包括以下步骤：(a)将可溶性的锂盐、二价镍盐、二价钴盐和二价锰盐按摩尔比1:x:y:z的比例加入到去离子水和无水乙醇的混合溶液中，其中x+y+z＝1，搅拌均匀，待其完全溶解后再依次加入间苯二酚和甲醛，搅拌使其完全溶解；(b)将步骤(a)得到的溶液转移至反应釜中，密封后置于鼓风干燥箱中反应；(c)反应结束后，取出反应釜，待反应釜冷却至室温后，将反应釜内的前驱体从反应釜内取出，然后将上述前驱体置于鼓风干燥箱中干燥；(d)将步骤(c)得到的前驱体在空气气氛或者是氧气气氛下高温烧结，从而得到LiNixCoyMnzO2的三元正极材料，其中x+y+z＝1。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMnzO2的制备方法，其特征在于其包括以下步骤: (a)将可溶性的锂盐、二价镍盐、二价钴盐和二价锰盐按摩尔比l:x:y:z的比例加入到去离子水和无水乙醇的混合溶液中，其中x+y+ζ = 1，搅拌均匀，待其完全溶解后再依次加入间苯二酚和甲醛，搅拌使其完全溶解； (b)将步骤(a)得到的溶液转移至反应釜中，密封后置于鼓风干燥箱中反应； (C)反应结束后，取出反应釜，待反应釜冷却至室温后，将反应釜内的前驱体从反应釜内取出，然后将上述前驱体置于鼓风干燥箱中干燥； (d)将步骤(C)得到的前驱体在空气气氛或者是氧气气氛下高温烧结，从而得到LiNixCoyMnzO2的三元正极材料,其中x+y+z = I。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMnzO2的制备方法，其特征在于:在步骤(a)中，三元正极材料LiNixCoyMnzO2中x、y、z的取值范围为:0.1 彡 X 彡 0.5，0.2 彡 y 彡 0.6，0.1 彡 z 彡 0.5，且 x+y+z = I。3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMnzO2的制备方法，其特征在于:在步骤(a)中，锂盐为硝酸锂、醋酸锂、氯化锂、碳酸锂中的一种或多种。4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈建，赵娜，王晓峰，贾铁昆，石冬梅，付芳，赵营刚，王晓琳，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南;41
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