一种含铁富锂锰基正极材料的制备方法

摘要

本发明属于锂离子正极材料和电化学领域，具体涉及一种含铁富锂锰基正极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)前驱体制备，将可溶性铁盐、镍盐和锰盐按一定比例溶解于去离子水中，溶液浓度为3.2-3.6mol/L；然后配制NaOH和氨水混合溶液为沉淀剂，将共沉淀物经洗涤-过滤-干燥后，获得前驱体；(2)正极材料制备，将前驱体与锂化合物均匀混合，获得含铁前驱体与锂化合物的混合物；对混合料进行煅烧工艺进行煅烧，得到含铁富锂锰基正极材料。优点:设备要求低、操作简单、运行成本低的水热工序。有利于降低含铁富锂锰基正极材料的制备成本，满足工业生产中规模化要求，为含铁富锂锰基正极材料的商业化奠定良好基础。

主权项

一种含铁富锂锰基正极材料的制备方法，其特征在于：以简易“共沉淀‑混料‑煅烧”工艺制备出循环容量高于200mAh/g的含铁富锂锰基正极材料，简化了目前合成含铁富锂锰基正极材料所需的“共沉淀‑混料‑水热合成‑煅烧”工艺，包括以下步骤：(1)前驱体制备，将可溶性铁盐、镍盐和锰盐按一定比例溶解于去离子水中，溶液浓度为3.2‑3.6mol/L；然后，根据完全沉淀含铁混合溶液中过渡金属离子所需沉淀剂的摩尔量，配制NaOH和氨水混合溶液为沉淀剂；在反应容器中加入含铁混合溶液体积10‑300％的去离子水；在搅拌过程中，同时加入含铁混合溶液和沉淀剂，控制反应pH值在7.0‑12.0，反应温度85‑90℃，通过共沉淀反应制备出(Mn_1‑xFe_x)(OH)_2‑3、(Mn_1‑x‑yFe_xNi_y)(OH)_2‑3或(Mn_1‑xFe_x)(CO₃)_1‑2、(Mn_1‑x‑yFe_xNi_y)(CO₃)_1‑2共沉淀物，将共沉淀物经洗涤‑过滤‑干燥后，获得前驱体；(2)正极材料制备，将前驱体与锂化合物均匀混合，获得含铁前驱体与锂化合物的混合物；对混合料进行“低温250‑270℃预烧和高温950‑1000℃煅烧”二段工艺进行煅烧，得到含铁富锂锰基正极材料。