一种多孔球形的高压锂离子电池正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种多孔球形的高压锂离子电池正极材料的制备方法，属于锂离子电池技术领域。该材料的化学式为：LiNi_0.5Mn_1.5O₄-FePO₄，其中FePO₄的质量分数为1％-7％。上述材料是通过有机溶剂辅助共沉淀法制备的。本发明原料来源广泛，操作简便、可控性好、重现性高，避免了长时间高能耗的高温烧结过程。本发明制备的材料具有多孔球形的特征，颗粒较小、粒径分布均匀、结晶度高，具有P4₃32结构，倍率性能较好，可用于高性能锂离子电池高压正极材料。

主权项

一种多孔球形的高压锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：(1)将水和有机溶剂以体积比为1:1的比例配制成水溶液，并加入硫酸镍和硫酸锰，然后加入碳酸氢铵，室温下搅拌30分钟，再将所得混合物加入水热釜180‑220℃反应6‑12h，然后过滤出沉淀物，洗涤干燥，得到碳酸化合物前躯体；然后将所得碳酸化合物前躯体和锂源球磨混合均匀后放在马弗炉中500‑600℃焙烧4‑6h，再800‑1000℃焙烧10‑15h，然后600℃下保温5‑10h，即制得多孔球形的具有P4₃32结构的高压锂离子电池正极材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄；所述镍源、锰源、碳酸盐的摩尔比为1:3:6.4‑7.2；所述碳酸化合物前躯体和锂源的摩尔比为1:1‑1.05；所述的锰源为硝酸锰、硫酸锰中的一种；所述的镍源为硝酸镍、硫酸镍中的一种；所述的碳酸盐为碳酸铵、碳酸氢铵中的一种；所述的锂源为碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂、氢氧化锂中的一种；所述的有机溶剂为乙醇、苯甲醇、乙二醇、丙酮中的一种；(2)将摩尔比1:1的铁源和NH₄H₂PO₄溶于去离子水中，并在室温下强烈搅拌3‑4h，得到混合溶液；所述的铁源为乙二酸亚铁、硝酸铁中的一种；(3)将步骤(1)所得LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料加入到步骤(2)得到的混合溶液中，80℃下搅拌直至溶剂全部蒸发；在110℃下干燥12h，并球磨1‑2h，然后马弗炉中500‑600℃焙烧4‑6h，再800‑1000℃焙烧10‑15h，然后600℃下保温5‑10h，即制得多孔球形的具有P4₃32结构的高压锂离子电池正极材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄‑FePO₄。