一种核壳结构的高压锂离子电池正极材料的制备方法

摘要

本发明提供了一种核壳结构的高压锂离子电池正极材料的制备方法，所述高压锂离子电池正极材料为核壳结构，其核层材料为LiNi_0.5-xM_xMn_1.5O₄，其中x为0.002～0.12，M＝Co、Al、Cr、Cu或Fe；壳层材料为LiNi_0.5Mn_1.5O₄，壳层材料占核层材料的质量分数为2～20％。其制备方法为：通过共沉淀法制备核壳结构的前驱体，然后经高温煅烧和退火处理制备核壳结构的高压锂离子电池正极材料。该材料中核层材料通过掺杂高价态元素，使部分锰的化学价由正四价降为正三价，三价锰的存在提高了材料的倍率性能，并且由于掺杂元素在高电压充放电范围内参与反应，材料容量并未降低。壳层材料不含Mn³⁺，避免了三价锰引起的锰的溶解问题，提高了材料循环性能。

主权项

一种核壳结构的高压锂离子电池正极材料的制备方法，所述高压锂离子电池正极材料为核壳结构，其核层材料为LiNi_0.5‑xM_xMn_1.5O₄，其中x为0.002～0.12，M＝Co、Al、Cr、Cu或Fe；壳层材料为LiNi_0.5Mn_1.5O₄，壳层材料占核层材料的质量分数为2～20％，其特征在于所述方法步骤如下：一、按摩尔比Mn∶Ni∶M＝1.5∶0.5‑x∶x称取锰源、镍源和含M的化合物，其中x为0.002～0.12，溶于去离子水得到溶液A；二、向溶液A中加入一定量的沉淀剂溶液，沉淀剂与金属盐摩尔比为1～2.5，得到悬浊液B；三、按摩尔比Mn∶Ni＝3称取锰源和镍源，溶于去离子水得到溶液C；配制沉淀剂溶液D，其中沉淀剂与溶液C中金属盐摩尔比为1～2.5；搅拌下向悬浊液B中同时滴加溶液C和溶液D，过滤后得到沉淀E；四、按照LiNi_0.5‑xM_xMn_1.5O₄和LiNi_0.5Mn_1.5O₄计算Li的理论用量，将为理论用量1～1.1倍的锂源与沉淀E混合得到前驱体；五、将前驱体放入马弗炉空气气氛中，在300～500℃下预烧3～8h，然后升温至700～1000℃煅烧8～20h，然后在600～700℃退火10～40h，得到镍锰酸锂材料。