一种锂离子电池富锂正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池富锂正极材料及其制备方法，所述制备方法包括：将锂源材料、镍源材料和锰源材料溶于去离子水中，调节pH值至酸性，形成绿色透明溶液；在所述绿色透明溶液中加入镓源材料至完全溶解，加入适量无水乙醇和聚乙二醇，水浴加热后获得绿色凝胶状固体；将所述绿色凝胶状固体进行燃烧及研磨，得到黑色粉料前驱体；对所述黑色粉料前驱体进行煅烧，冷却后得到微褐色粉料，研磨所述微褐色粉料以获得所述富锂正极材料。利用本发明专利技术的方法制备的锂离子电池富锂正极材料具有能量密度高、循环和倍率性能好等优点，同时材料不含毒害性大、成本高的钴元素，制备方法简便成本低廉，对环境友好。对环境友好。对环境友好。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池富锂正极材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于新能源材料制备
，具体涉及一种锂离子电池富锂正极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]层状过渡金属氧化物LiMO2(M＝Co、Ni
…
)是应用最广泛的锂二次电池正极材料，其中的LiCoO2正极材料更是在过去二十年推动了各类电子产品的微型化的进程，创造了巨大的经济和社会效益。但是，面对急速增长的新能源电动车市场，LiCoO2材料的性能已无法满足车载电池容量>200mAh/g这一需求。同时Co元素还有储量稀少、具有一定毒害性、成本较高等问题，迫使各国研究人员开发具有更高能量密度、同时低钴甚至无Co的层状结构正极材料。
[0003]针对这一趋势，近些年开发了多种低Co甚至无Co的新型层状正极材料，如NCM、NCA、MNA等。其中具有高电压、高能量密度的富锂锰正极材料Li2MnO3引起了广泛关注。其理论能量密度可以达到近400mAh/g，远超新能源电动汽车所需求的能量密度200mAh/g，且材料不含Co元素，被认为是极具潜力的下一代正极材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池富锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括：S1：将锂源材料、镍源材料和锰源材料溶于去离子水中，调节pH值至酸性，形成绿色透明溶液；S2：在所述绿色透明溶液中加入镓源材料至完全溶解，加入适量无水乙醇和聚乙二醇，水浴加热后获得绿色凝胶状固体；S3：将所述绿色凝胶状固体进行燃烧及研磨，得到黑色粉料前驱体；S4：对所述黑色粉料前驱体进行煅烧，冷却后得到微褐色粉料，研磨过筛所述微褐色粉料以获得所述富锂正极材料。2.根据权利要求1所述的锂离子电池富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源材料为LiNO3，所述镍源材料为Ni(CH3COO)2·
4H2O，所述锰源材料为Mn(CH3COO)2·
4H2O，所述镓源材料为Ga(NO3)3·
xH2O。3.根据权利要求2所述的锂离子电池富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述S1包括：S1.1：按照摩尔比1.2:0.32:0.48
‑
a:a分别称取适量的LiNO3、Ni(CH3COO)2·
4H2O、Mn(CH3COO)2·
4H2O和Ga(NO3)3·
xH2O，其中，0<a<0.05；S1.2：将Mn(CH3COO)2·
4H2O、Ni(CH3COO)2·
4H2O和LiNO3按顺序加入适量去离子水中，并调节至pH2～4；S1.3：在室温下以转速800～900r/min搅拌2～3h，得到绿色透明溶液。4.根据权利要求3所述的锂离子电池富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述去离子水的质量为LiNO3、Ni(CH3COO)2·
4H2O、Mn(CH3COO)2·
4H2O和Ga(NO3)3·
xH2O总质量的19～20倍。5.根据权利要求2所述的锂离子电池富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述S2包括：S2.1：在所述绿色透明溶液中加入称量的Ga(NO3)3·
xH2O并搅拌20～40min；S2.2：向所述S2.1的溶液中加入与所述去离子水等体积的乙醇并搅拌10～20min；S2.3：向所述S2.2的溶液中逐滴加入聚乙二醇，并在密封条件下以300～400r/min的转速搅拌至少4h，获得绿色胶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智敏，岳相廷，杨子，张东岩，邢林庄，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：