一种碳包覆富锂正极材料及其制备方法

摘要

本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，公开了一种碳包覆富锂正极材料及其制备方法。表面包覆的富锂材料包括主相Li[Li_aNi_1/2-3a/2Mn_1/2+a/2]O₂(0＜a＜1/3)及包覆碳层。本材料的制备方法包括制备富锂材料Li[Li_aNi_1/2-3a/2Mn_1/2+a/2]O₂(0＜a＜1/3)的中间相步骤、将富锂中间相与碳源均匀混合步骤、快速高温热处理步骤。本发明所制备的锂离子电池正极材料极大的改善了材料在高倍率下的充放电性能，能满足高功率发展需求。且原材料成本低，工艺简单，性价比较高，适用于工业化生产。

主权项

一种碳包覆富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述的正极材料为富锂材料Li[Li_aNi_1/2‑3a/2Mn_1/2+a/2]O₂表面包覆碳，其组分以质量分数计：碳占0.5～15％，富锂材料占85～99.5％；具体制备过程如下：(1)制备富锂材料中间相步骤：按照Ni、Mn摩尔比为(1/2‑3a/2)：(1/2+a/2)称取一定量的镍盐、锰盐与乙醇去离子水溶液配制成金属盐溶液，金属盐溶液中金属盐浓度为0.1～2mol/L，乙醇与去离子水的体积比为3：1；配制浓度为0.1～1mol/L的氨水溶液；将配制好的氨水滴加到金属盐溶液中，调节pH值至10.5～12；向加有氨水的金属盐溶液中加入质量分数为30％的双氧水，使2价Mn充分氧化；按照Li：(Ni+Mn)摩尔比为1.05(1+a):(1‑a)称取锂盐，将锂盐加入到经双氧水氧化后的金属盐溶液中，使其混合均匀后80℃水浴搅拌，至液体全部挥发，进一步烘干，研磨；将研磨后的粉末在空气气氛下450～700℃保温4～8h，得到富锂材料中间相；(2)富锂中间相与碳源混合步骤：将步骤(1)中制备的富锂中间相加入到溶有碳源的溶液中，碳源浓度为0.05～0.2mol/L，超声10～60min充分混合均匀，干燥；(3)高温热处理步骤：将步骤(2)中制备的包覆有碳源的富锂正极材料在氮气炉中高温热处理，热处理温度为700～900℃，升温速率为8～15℃/min，保温时间5～30min，快速冷却至室温，即得到包覆有碳的富锂材料Li[Li_aNi_1/2‑3a/2Mn_1/2+a/2]O₂正极材料。