一种锂离子电池正极材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种锂离子电池正极材料以及其制备方法，属于锂离子电池LIB技术领域。以共沉淀法制备球型镍钴锰锶的氢氧化物，控制反应pH和温度等，然后将镍钴锰锶的氢氧化物前躯体与氢氧化锂混合，分两个温度烧结，先在500～580℃的条件下烧结6～12小时，然后再将烧结温度升至700～800℃，烧结20～30小时，最后将烧结产物过300目筛，得到掺铈锂镍钴锰氧正极材料。本发明的球型掺铈锂镍钴锰氧正极材料粒度分布均匀，具体成分及摩尔比为Li：Ni：Co：Mn：Ce=1：0.33：0.25～0.30：0.33：0.03～0.08，结构为层状α-NaFeO₂结构，空间群为R-3m，放电比容量达到160mAh/g，循环性能好，并且制备工艺简单，成本低。

主权项

一种锂离子电池正极材料的制备方法，该锂离子电池正极材料具体成分及摩尔比为Li：Ni：Co：Mn：Ce=1：0.33：0.25～0.30：0.33：0.03～0.08，结构为层状α‑NaFeO₂结构，空间群为R‑3m，其特征在于具体步骤包括如下：（1）将镍、钴和锰的硫酸盐溶液按照锂离子电池正极材料LiNi_0.33Co_0.33‑xMn_0.33Ce_xO₂中镍钴锰的摩尔比配制成镍钴锰硫酸盐的混合溶液；（2）按照锂离子电池正极材料LiNi_0.33Co_0.33‑xMn_0.33Ce_xO₂中镍钴锰与铈的摩尔比，向步骤（1）中配制的镍钴锰硫酸盐的混合溶液中添加硝酸铈溶液，并进行搅拌，得到金属阳离子混合溶液；（3）将步骤（2）中得到的金属阳离子混合溶液在45～55℃的温度条件下不断以400～800r/min的速度进行搅拌，添加碱氨溶液调节金属阳离子混合溶液的PH值，直到PH值为11～11.4时停止添加，然后保持相同的温度和搅拌条件继续反应6～10h，得到反应产物；（4）将步骤（3）中得到的反应产物静置、陈化处理6～12h，抽滤分离沉淀物，将沉淀物用去离子水洗涤，直到洗涤出的去离子水的PH值为7.0～7.5，然后干燥处理沉淀物，最后将干燥后的沉淀物与氢氧化锂按照锂离子正极电池材料LiNi_0.33Co_0.33‑xMn_0.33Ce_xO₂中金属阳离子与Li离子的摩尔比混合后球磨；（5）将步骤（4）中球磨后的产物分两段温度烧结，先在500～580℃的条件下烧结6～12小时，然后再将烧结温度升至700～800℃，烧结20～30小时，最后将烧结产物粉碎研磨后过300目筛，即得到锂离子电池正极材料LiNi_0.33Co_0.33‑xMn_0.33Ce_xO₂₂；所述碱氨溶液是以浓度2～4mol/L的氢氧化钠溶液为沉淀剂、浓度为7～13mol/L的氨水溶液为络合剂，将氢氧化钠溶液和氨水溶液按照摩尔比2～4：7～13进行混合得到的。