一种掺杂钛酸锂的镍锰酸锂三元正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种掺杂钛酸锂的镍锰酸锂三元正极材料及其制备方法。该制备方法包括：步骤S1，将镍锰酸锂和钛酸锂进行湿磨、第三喷雾干燥，得到混合粒子；以及步骤S2，将混合粒子进行第三焙烧，得到三元正极材料。本申请通过将镍锰酸锂和钛酸锂以湿磨的方式进行混合，然后以喷雾干燥的方式进行干燥确保了各种材料的均匀混合，所得到的材料外形更加接近球形，对材料的电化学性能有了较大提升。因此本申请的制备方法保证了最终产物中镍、锰、钛、锂四种金属离子达到均匀混合，从而各自充分发挥作用，有利于提高材料的性能。经测试所得三元正极材料的振实密度为2.0～2.3g/cm

A ternary cathode material of lithium nimmanganate doped with lithium titanate and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂钛酸锂的镍锰酸锂三元正极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂电池正极材料制备领域，具体而言，涉及一种掺杂钛酸锂的镍锰酸锂三元正极材料及其制备方法。
技术介绍
二元材料通过Ni-Mn的协同效用，结合了二种材料的特点：LiNiO2的高比能量和LiMnO2的高安全性及低成本，已成为目前最具有发展前景的新型锂离子电池正极材料之一。但是随着二元材料中Ni含量的增加，电池循环性能变差。造成这一现象的主要原因是随着Ni含量增加在充放电过程中发生了多次相变。由于二元材料具有一些本征的缺点，例如在高电压下循环发生相变造成循环稳定性不好，电子电导率低和Li/Ni混排造成的倍率性能差，容易与空气中的CO2和H2O发生反应生成Li2CO3和LiOH，造成高温气胀和循环性能下降，高脱锂状态下Ni4+的强氧化性趋于还原生成Ni3+而释放O2造成热稳定性不好。针对这些问题，人们发现可以通过离子掺杂、表面包覆以及采用电解液添加剂等措施电化学性能改善的三元材料。钛酸锂是一个“零应变”材料，在锂离子嵌入脱出的过程中，能稳定材料的结构；在Li-Ti-O中，钛是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺杂钛酸锂的镍锰酸锂三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括：/n步骤S1，将镍锰酸锂和钛酸锂进行湿磨、第三喷雾干燥，得到混合粒子；以及/n步骤S2，将所述混合粒子进行第三焙烧，得到所述三元正极材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种掺杂钛酸锂的镍锰酸锂三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S1，将镍锰酸锂和钛酸锂进行湿磨、第三喷雾干燥，得到混合粒子；以及
步骤S2，将所述混合粒子进行第三焙烧，得到所述三元正极材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括镍锰酸锂的制备过程，所述镍锰酸锂的制备过程包括：
步骤A，将氢氧化镍、锰源与锂源分散在水中，形成第一分散液；
步骤B，对所述第一分散液进行第一喷雾干燥、第一焙烧，得到镍锰酸锂。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A通过第一搅拌将所述氢氧化镍、所述锰源与所述锂源分散在水中，优选第一搅拌速度为1300～1450rpm、第一搅拌时间为3～8h。


4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一分散液中锂的摩尔量与镍锰总摩尔量之比为1～2:1，镍与锰的摩尔比为9～1：1，优选所述第一分散液中所述氢氧化镍和所述锰源的总重量含量为15％～35％，优选所述锂源为氢氧化锂或碳酸锂，优选所述锰源为二氧化锰、碳酸锰或氢氧化锰。


5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B包括：
对所述第一分散液进行第一喷雾干燥，得到粒径为1～20μm的第一一次粒子，优选采用蠕动泵将所述第一分散液输送至喷雾干燥设备中进行所述第一喷雾干燥，优选所述第一喷雾干燥的气流量为4～6m3/h，出口温度100～105℃；
对所述第一一次粒子在空气或富氧气氛中进行第一焙烧，得到所述镍锰酸锂，优选所述第一焙烧包括：
将所述第一一次粒子以1～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：武雪峰，杨龙奎，邢红霞，成信刚，
申请(专利权)人：北方奥钛纳米技术有限公司，银隆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13