一種高比容量富鋰型鋰電池材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高比容量富鋰型鋰電池材料的制備方法，所述的高比容量富鋰型鋰電池正極材料化學(xué)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，其制備方法包括以下步驟：a、配置反應(yīng)釜底液、b、制備共沉淀物、c、制備前軀體、d、微波反應(yīng)。本發(fā)明提供的高比容量富鋰型鋰電池材料的制備方法，通過在前軀體內(nèi)添加微波敏感物質(zhì)氧化鋯，提高前軀體吸收微波、轉(zhuǎn)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(zhì)氧化鋯在反應(yīng)后期可以生成鋰離子導(dǎo)體Li2ZrO3起到包覆劑的作用，顯著提高材料的循環(huán)穩(wěn)定性能。
【專利說明】一種高比容量富鋰型鋰電池材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰電池材料的領(lǐng)域，特別是涉及一種高比容量富鋰型鋰電池材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[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(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于各種便攜式電子產(chǎn)品和電動工具、以及風(fēng)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于正極材料。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(dǎo)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(chǎn)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(guān)注。富鋰錳基材料具有成本低、容量高、無毒安全等優(yōu)點，是目前正極商業(yè)化主流產(chǎn)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(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能與材料制備有密切的關(guān)系。富鋰錳基材料的制備方法主要有高溫固相反應(yīng)法、溶膠-凝膠法、水熱法、微波水熱法和機(jī)械球磨法。
[0003]傳統(tǒng)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(xué)計量比在LiOH溶液中共沉淀制得前軀體，與適量LiOH混合球磨后，經(jīng)480 ° C預(yù)燒10小時，在900 ° C終燒3小時合成富鋰錳基材料。中國發(fā)明專利(申請公布號C`N102881876 A)采用還原共沉淀法將鎳鈷錳鹽在還原劑作用下混合，加入堿液制備共沉淀前軀體；中國發(fā)明專利(申請公布號CN102881890 AMf鎳鈷錳鹽在濕磨介質(zhì)中球磨后，加入氨水和鋰鹽再次濕磨混合。這兩個專利所制得前軀體均在常規(guī)電阻爐經(jīng)800-1050 ° C燒結(jié)3-24小時，制得富鋰錳基正極材料。中國發(fā)明專利(申請公布號CN 103094550 A)將鋰、錳、鈷、錳源混合經(jīng)過濕磨、噴霧干燥后，所得前軀體在500-1100度高溫處理5-60小時。中國發(fā)明專利(授權(quán)
【發(fā)明者】楊剛 申請人:蘇州路特新能源科技有限公司