锰酸锂包覆锂离子电池三元层状正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种锰酸锂包覆锂离子电池三元层状正极材料的制备方法，属于无机材料技术领域。本发明方法包括混合过渡金属前驱体的制备：表面富锰盐的混合过渡金属前驱体的制备：锰酸锂包覆LiNi_xMn_yCo_zO₂(x+y+z＝1，x＞0，y＞0，z＞0)的制备三个步骤。本发明方法合成工艺简单，生产效率高，适宜规模化生产。并且本发明方法反应物所需要的原料易得、无毒、成本低廉，生产过程无需特殊防护，反应条件容易控制，所得到的产物具有产量大、结果重复性好等优点。本发明方法制备的锰酸锂包覆的三元层状正极材料相比于未包覆的材料，在比容量、循环稳定性和倍率性能等电化学性能方面都有了很大的提高和改进。

主权项

一种锰酸锂包覆锂离子电池三元层状正极材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)混合过渡金属前驱体的制备：按照Ni:Mn:Co＝x:y:z的摩尔配比将NiSO₄、MnSO₄和CoSO₄溶于50ml水中，其中x:y:z＝(1‑8):1:1，使金属离子的摩尔浓度为0.6mol/L，得到金属离子混合溶液，再配置摩尔浓度为1.2mol/L的沉淀剂溶液50mL，磁力搅拌下将沉淀剂溶液加入到金属离子混合溶液中，产生沉淀，然后再加入5ml浓氨水，搅拌10小时后，过滤分离，分别用去离子水及无水乙醇各清洗2次，置于80℃烘箱中干燥12小时，得到混合过渡金属前驱体；(2)表面富锰盐的混合过渡金属前驱体的制备：将上述得到的混合过渡金属前驱体10mmol分散在溶有0.3g聚乙烯吡咯烷酮的10ml水中，搅拌约半个小时后，向其中加入1mmol的四水乙酸锰，之后将混合溶液在50℃下搅拌蒸干，得到表面富锰盐的混合过渡金属前驱体；(3)锰酸锂包覆LiNi_xMn_yCo_zO₂，x+y+z＝1，x＞0，y＞0，z＞0，的制备：按照Li:(Ni+Mn+Co)＝1.2:1的摩尔比例,将上述制备的表面富锰盐的混合过渡金属前驱体与LiOH·H₂O研磨并混匀，置于马弗炉中，以3～5℃/min的升温速率，在700～1000℃下处理12～24小时，自然冷却至室温，得到锰酸锂包覆锂离子电池三元层状正极材料。