一種高比容量富鋰型鋰電池材料的製備方法
2023-10-21 10:01:52 2
一種高比容量富鋰型鋰電池材料的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高比容量富鋰型鋰電池材料的製備方法，所述的高比容量富鋰型鋰電池正極材料化學式為xLi2MnO3·(1-x)LiNixCoyMn1-x-yO2，其中0.4≤x≤0.6、0.2≤y≤0.5、0.2≤z≤0.35，其製備方法包括以下步驟：a、配置反應釜底液、b、製備共沉澱物、c、製備前軀體、d、微波反應。本發明提供的高比容量富鋰型鋰電池材料的製備方法，通過在前軀體內添加微波敏感物質氧化鋯，提高前軀體吸收微波、轉化熱能的效率，顯著縮短所合成材料時間，同時該微波敏感物質氧化鋯在反應後期可以生成鋰離子導體Li2ZrO3起到包覆劑的作用，顯著提高材料的循環穩定性能。
【專利說明】一種高比容量富鋰型鋰電池材料的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋰電池材料的領域，特別是涉及一種高比容量富鋰型鋰電池材料的製備方法。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池具有能量密度高、電池電壓高、儲存壽命長等優點，已廣泛應用於各種可攜式電子產品和電動工具、以及風電和太陽能儲能電源方面起著重要的作用。鋰離子電池的能量密度和功率密度很大程度上取決於正極材料。目前市場廣泛使用的正極材料具有各自的問題:LiCoO2容量低、成本高，LiFePO4導電率差、實際比容量僅有160 mAh/g、三元LiNil73Col73Mnl73O2價格適中、在3.0-4.3 V具有較好的倍率性能但容量僅有150-170 mAh/go這些材料很難滿足高容量、高能量密度電子產品的需求。近年來新型層狀富鋰型鋰電池正極材料 XLi2MnO3.(1-X)LiMO2 (M=NixCoyMn1^y, O ( χ<1, O ^ y ^ I)因具有高比容量(200-300 mAh/g)而備受關注。富鋰錳基材料具有成本低、容量高、無毒安全等優點，是目前正極商業化主流產品LiCo02、LiFeP04和LiNi1/3Co1/3Mn1/302潛在的替代品。富鋰錳基正極材料是由層狀Li2MnO3與LiMO2 (M=NixCoyMni_x_y)按不同比例形成的固溶體(Li [LixM1JO2)，過渡金屬離子部分取代了 Li [Lil73Mn273JO2過渡金屬層中的Li+和Mn4+。這種交替排列的結構及其電化學性能與材料製備有密切的關係。富鋰錳基材料的製備方法主要有高溫固相反應法、溶膠-凝膠法、水熱法、微波水熱法和機械球磨法。
[0003]傳統高溫固相法([J]X.-J.Guo, et al.Journal of Power Sources 184(2008) 414 - 419.)是鎳、鈷、錳的醋酸鹽按化學計量比在LiOH溶液中共沉澱製得前軀體，與適量LiOH混合球磨後，經480 ° C預燒10小時，在900 ° C終燒3小時合成富鋰錳基材料。中國發明專利(申請公布號C`N102881876 A)採用還原共沉澱法將鎳鈷錳鹽在還原劑作用下混合，加入鹼液製備共沉澱前軀體；中國發明專利(申請公布號CN102881890 AMf鎳鈷錳鹽在溼磨介質中球磨後，加入氨水和鋰鹽再次溼磨混合。這兩個專利所製得前軀體均在常規電阻爐經800-1050 ° C燒結3-24小時，製得富鋰錳基正極材料。中國發明專利(申請公布號CN 103094550 A)將鋰、錳、鈷、錳源混合經過溼磨、噴霧乾燥後，所得前軀體在500-1100度高溫處理5-60小時。中國發明專利(授權
【發明者】楊剛 申請人:蘇州路特新能源科技有限公司