一种高性能层状固溶体锂电正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能层状固溶体锂电正极材料及其制备方法，该物质可用Li[Li1/3Mn2/3]O2·(1-x)LiMO2(M=Ni、Co、Mn)表示，是由层状化合物Li[Li1/3Mn2/3]O2(即Li2MnO3)和LiMO2组成。制备方法是：先将锰、镍、钴的硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐等按一定比例溶于水配制成混合阳离子溶液，伴随搅拌，以一定的速度向混合溶液中加入适当的沉淀剂，合成出混合氢氧化物或碳酸盐共沉淀前驱体，将干燥后的前驱体与锂盐按一定的物质的量比湿法高速混合，放入气氛炉通氧气进行分步烧结得到固溶体材料，最后，对材料进行表面修饰。该方法的优点在于：在溶液中共沉淀可以使金属离子间充分接触，基本上能达到原子级反应水平，使得前驱体的形貌易于控制，粒径分布均匀，对材料进行表面修饰有利于提高其电化学性能的稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能层状固溶体锂电正极材料及其制备方法
本专利技术涉及一种高性能层状固溶体锂电正极材料及其制备方法，属新能源材料领域。
技术介绍
xLi[Li1/3Mn2/3]O2·(1-x)LiMO2(M=Ni、Co、Mn)是由层状化合物Li[Li1/3Mn2/3]O2(即Li2MnO3)和LiMO2组成的固溶体正极材料。通过优化后在2.0V-4.8V的放电比容量可超过300mAh/g，能量密度达到900Wh/kg。目前综合考虑性能和成本,M为Ni-Mn和Ni-Mn-Co较为理想。最近几年，鉴于钴价格高和环境污染，Li-Ni-Mn-O系受到更多关注，有Li[NixLi1/3-2x/3Mn2/3-x/3]O2和Li[NixLi1/3-x/3Mn2/3-2x/3]O2两种结构式。自2004年Thackeray提出该系列复合正极材料以来，其凭借热稳定性能好、比容量高、充放电压宽等优良的电化学性能以及成本低、环境友好的综合性优势受到了广泛的关注，逐渐成为了该领域专家学者研究的热点，同时该材料也被众多专家学者视为下一代锂离子动力电池正极材料的理想之选。
技术实现思路
本专利技术的目的正是提供一种高性能层状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能层状固溶体锂电正极材料，其特征在于该材料为层状结构，首次充放电比容量平均值分别为294.5mAh/g，267.4?mAh/g；平均粒径在11?15μm，振实密度>1.8g/cm3，比表面积0.3?0.6㎡/g，pH≤11，Fe含量40?60ppm，Cu含量小于10ppm，其他杂质均小于5ppm。

【技术特征摘要】
1.一种高性能层状固溶体锂电正极材料，其特征在于该材料为层状结构，首次充放电比容量平均值分别为294.5mAh/g，267.4mAh/g；平均粒径在11-15μm，振实密度>1.8g/cm3，比表面积0.3-0.6m2/g，pH≤11，Fe含量40-60ppm，Cu含量小于10ppm，其他杂质均小于5ppm；所述锂电正极材料按下述步骤制备：1)首先按一定的比例称取锰、镍、钴这三种金属的硫酸盐、硝酸盐或醋酸盐，用去离子水溶解配制成一定浓度的混合溶液；2)伴随搅拌，向混合溶液中加入适当的沉淀剂，反应温度设定在35-70℃，pH控制在8.5-11，使溶液中已经混合均匀的各个组分按目标计量比沉淀出来，合成出混合氢氧化物或碳酸盐共沉淀前驱体；3)前驱体经过滤、洗涤和干燥工序后与锂盐按一定的物质的量比高速混合；4)将混合物放入陶瓷料钵内置于气氛炉，在氧气气氛下分步烧结：一次烧结方案是500℃保温4h然后升至750℃保温6h，二次烧结为850℃保温12h，高温阶段均通氧气；冷却后，经过破碎过筛得到层固溶体材料；5)对材料进行表面修饰，进一步提高该材料的性能。2.一种高性能层状固溶体锂电正极材料的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：1)首先按一定的比例称取锰、镍、钴这三种金属的硫酸盐、硝酸盐或醋酸盐，用去离子水溶解配制成一定浓度的混合溶液；2)伴随搅拌，向混合溶液中加入适当的沉淀剂，反应温度设定在35-70℃，pH控制在8.5-11，使溶液中已经混合均匀的各个组分按目标计量比沉淀出来，合成出混合氢氧化物或碳酸盐共沉淀前驱体；所述前驱体中Mn，Ni，Co的摩尔比可随意调整；3)前驱体经过滤、洗涤和干燥工序后与锂盐按一定的物质的量比高速混合；4)将混合物放入陶瓷料钵...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙琦，
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：