一种层状-尖晶石复合固溶体正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种富锂固溶体正极材料，特指一种层状‑尖晶石复合固溶体正极材料的制备方法。本发明首先采用超声外场辅助共沉淀法制备Li_0.5+xNi_0.25Mn_0.75O_2+x/2，0<x<1；按照Li₄Ti₅O₁₂的化学计量比称取锂盐和钛盐，称量按化学计量比过量20%的有机螯合剂，将锂盐、钛盐和有机螯合剂溶于水溶液中，并在50‑90℃下搅拌成凝胶；把适当比例的Li_0.5+xNi_0.25Mn_0.75O_2+x/2粉末分散于溶胶中，直至溶剂蒸发成凝胶；最后将凝胶干燥后再在500‑800℃的空气气氛中煅烧1‑12h，冷却后得到正极材料。通过上述方法，制备的Li₄Ti₅O₁₂包覆的Li_0.5+xNi_0.25Mn_0.75O_2+x/2正极材料，该材料由于利用具有快离子导电性的Li₄Ti₅O₁₂作为包覆物，有效地提高了锂离子正极材料表面的传输，进而提高了其倍率性能。

主权项

一种层状‑尖晶石复合固溶体正极材料的制备方法，所述正极材料为Li₄Ti₅O₁₂包覆的Li_0.5+xNi_0.25Mn_0.75O_2+x/2正极材料，0<x<1；Li₄Ti₅O₁₂的质量分数为正极材料质量的0.1‑5％，其特征在于，制备方法如下：(1)首先采用超声外场辅助共沉淀法制备层状‑尖晶石复合固溶体正极材料Li_0.5+xNi_0.25Mn_0.75O_2+x/2，0<x<1：按照化学计量比称取镍盐、锰盐以及过量20％的沉淀剂，配制成一定浓度的溶液，通过超声外场辅助共沉淀法，控制合适的温度和pH值，制备前驱体，然后和按化学计量比称取的锂盐混合，经过机械活化1‑12h，在400‑600℃下焙烧1‑12h，再在750‑900℃下焙烧8‑24h，最后冷却得到层状‑尖晶石复合固溶体正极材料Li_0.5+xNi_0.25Mn_0.75O_2+x/2；(2)Li₄Ti₅O₁₂包覆的复合固溶体正极材料的制备：按照Li₄Ti₅O₁₂的化学计量比称取锂盐和钛盐，称量按化学计量比过量20％的有机螯合剂，将锂盐、钛盐和有机螯合剂溶于水溶液中，并在50‑90℃下搅拌成溶胶；把适当比例的层状‑尖晶石复合固溶体正极材料Li_0.5+xNi_0.25Mn_0.75O_2+x/2粉末分散于溶胶中，直至溶剂蒸发成凝胶；最后将凝胶干燥后再在500‑800℃的空气气氛中煅烧1‑12h，冷却后得到Li₄Ti₅O₁₂包覆的层状‑尖晶石复合固溶体正极材料Li_0.5+xNi_0.25Mn_0.75O_2+x/2。