一种四元锂离子电池正极材料及制备方法

摘要

本发明公开了一种四元锂离子电池正极材料及制备方法，四元锂离子电池正极材料的分子式是LiNi_0.8Co_0.15Al_0.03Mn_0.02O₂，室温0.2C放电容量为180-185mAh/g，重量比能量为650-661Wh/Kg。本发明的方法制得的LiNi_0.8Co_0.15Al_0.03Mn_0.02O₂具有均匀的球形结构，同时由于模版的作用，使制备的四元锂离子电池正极材料，有利于储存电解液，并克服芯部活性物质反应不完全造成的容量损失。本发明的四元锂离子电池正极材料，大大提高了材料的储能能量。可以制造重量轻、容量高的锂离子动力电池，广泛应用于电动汽车、电动自行车、电动工具等场合。

主权项

一种四元锂离子电池正极材料，其特征是所述四元锂离子电池正极材料的分子式是LiNi_0.8Co_0.15Al_0.03Mn_0.02O₂，室温0.2C放电容量为180‑185mAh/g，重量比能量为650‑661Wh/Kg，所四元锂离子电池正极材料用下述方法制成：(1)制备球形模版乳液，按重量百分比称取：10号机油或20号机油5‑8％，非离子表面活性剂10％‑40％，消泡剂0.1％‑1％，防腐剂0.01％‑0.5％，余量为蒸馏水；混合搅拌1‑5小时，得到乳白色液体；(2)按摩尔比为80:15:3:2比例，将镍盐、钴盐、铝盐和锰盐溶解于水中，制成镍盐、钴盐、铝盐和锰盐之和的浓度为0.5～2mol/L的溶液；所述镍盐为硫酸镍或硝酸镍，所述钴盐为硫酸钴或硝酸钴，所述铝盐为硫酸铝或硝酸铝，所述锰盐为硫酸锰或硝酸锰；(3)按重量比为1：(10～20)的比例，将步骤(1)获得的液体加入到步骤(2)获得的溶液中，搅拌1～3小时；(4)在搅拌下，用15～30小时，向步骤(3)获得的液体中加入浓度为1～8mol/L的氢氧化锂水溶液或氢氧化钠水溶液，使pH值为10～13，使产生的(Ni_0.8Co_0.15Al_0.03Mn_0.02)(OH)₂均匀分层沉淀到球形模版表面，静置24～48小时进行老化，形成球形的前驱体；(5)将前驱体用pH为9～11的氨水充分洗涤，除去锂离子或钠离子，以及硫酸根离子或硝酸根离子，按1mol前驱体：100～1000毫升蒸馏水的比例，分散于蒸馏水中，按与镍盐的摩尔比为100:80的比例，加入氢氧化锂，溶解均匀，喷雾干燥制成氢氧化锂均匀包覆的前驱体；(6)将步骤(5)获得的氢氧化锂均匀包覆的前驱体，在700～900℃恒温煅烧12～48小时，恒温阶段氧气的含量为40％‑65％；以冷却速度为3～10℃/分钟的速度冷却至室温，经过气流粉碎机粉碎，经过分级机分级，得到具有球形形貌的四元锂离子电池正极材料LiNi_0.8Co_0.15Al_0.03Mn_0.02O₂。