一种梯度包覆镍酸锂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正极材料梯度包覆的镍酸锂的制备方法，以解决现有镍酸锂循环性能差的问题。该镍酸锂的分子式为：LiNi1-xMxO2，其中0＜x≤0.3，所述M是掺杂的金属离子，M选自镁、镍、铁、钛、锌、钴、锰、铝、铌、钒中的一种或几种；所述梯度包覆是在球形氢氧化镍材料的表面，包覆具有浓度梯度的含镍和其它金属元素的氢氧化物共沉淀物，再将此前驱体与锂源材料混合后，在氧气气氛炉中高温焙烧，获得高性能改性镍酸锂正极材料。本发明专利技术所得到的梯度包覆镍酸锂具有比容量高、循环性能好、高温性能优异等特点，适合于高容量锂离子电池应用领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学合成
，具体涉及一种特殊的梯度包覆镍酸锂材料的制备方法。这种特殊的镍酸锂材料中镍含量白一定半径处从内向外逐渐降低而包覆元素的含量逐渐升高。
技术介绍
锂离子电池作为一种绿色二次电池，具有重量轻、体积小、放电平台高、容量大、循环寿命长、无记忆效应等优点，已广泛应用于手机、相机、笔记本电脑等移动式电子电器，同时也正越来越多地用于人造卫星、航空航天、电动汽车等领域。锂离子电池中，正极材料是性能和成本的关键，其中层状的LiNiO2由于具备很高的放电比容量和低廉的成本优势，被认为是最有可能替代目前商业化最成功的LiCoO2的材料之一。LiNiO2的电化学反应机理涉及三个六方相和一个单斜相之间的三次一级相变，对应着充放电曲线上的三个充放电平台。LiNiO2由于其极差的电化学循环性能和热力学稳定性限制了该材料的广泛运用。一种解决这种缺陷的有效方法就是用钴原子去部分替代LiNiO2晶格上的镍原子，能大大改善镍基材料的循环性能。之后，又发现Li [Ni0.8Co015A10 05]O2可以进一步改善材料的热力学稳定性。但是，镍钴二元及其掺杂系列材料尽管在电化学性能和热力学性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梯度包覆型镍酸锂材料，其特征是，所述的材料内核为镍酸锂，分子式为：LiNi1?xMxO2，其中0＜x≤0.3，所述M是掺杂的金属离子；镍含量自半径r处从内向外逐渐降低而M的含量逐渐升高，0＜r＜R，其中R为镍酸锂颗粒半径。

【技术特征摘要】
1.一种梯度包覆型镍酸锂材料，其特征是，所述的材料内核为镍酸锂，分子式为:LiNi^xMxO2，其中0 < X < 0.3，所述M是掺杂的金属离子；镍含量自半径r处从内向外逐渐降低而M的含量逐渐升高，0 < r < R，其中R为镍酸锂颗粒半径。2.根据权利要求1所述的一种梯度包覆型镍酸锂材料，其特征是，M选自镁、镍、铁、钛、锌、钴、锰、铝、铌、钒中的一种或几种。3.一种梯度包覆型镍酸锂材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤: 1)配制反应溶液 配制硫酸镍溶液；配制包覆M盐水溶液，M为掺杂的金属离子；配制氢氧化钠溶液；配制氨水溶液；所述镍离子水溶液的浓度为0.4-4mol/L ；M盐水溶液的浓度为0.5^2mol/L ；氢氧化钠浓度为0.5 6mol/L ;氨水浓度为0.05 2mol/L 2)制备球形梯度包覆前驱体NihMx(OH)2 先将I)步配制的硫酸镍、氢氧化钠和氨水三种溶液通过剂量泵同时输入反应釜中，保持反应温度2(T90°C连续搅拌，同时控制pH值9-13，反应生成绿色Ni (OH) 2沉淀后；将I)步配制的包覆M盐溶液连续输入剩余的硫酸镍溶液中，并进行搅拌混匀形成的新的混合离子溶液再连续输入反应釜中继续沉淀；沉淀经陈化、洗涤和干燥后，得到具有梯度浓度包覆的氢氧化物前驱体NihMx (OH) 2 ;该前驱体中镍含量自半径r处从内向外逐渐降低而M的含量逐渐升高，0 < r < R，所述R为...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡国荣，杜柯，黄金龙，彭忠东，曹雁冰，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：