一种镁掺杂锂离子电池富锂正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种镁掺杂锂离子电池富锂正极材料的制备方法，属于无机材料技术领域。本发明方法通过简单的共沉淀和高温固相烧结反应制备出了纯相镁掺杂富锂正极材料。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。本发明方法制备的镁掺杂富锂层状正极材料相比于没有掺杂的材料，在电池比容量和倍率等电池性能方面都有了很大的提高和改进。

主权项

一种镁掺杂锂离子电池富锂正极材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)碳酸盐前驱体的制备：按照Mn²⁺:Ni²⁺:Mg²⁺＝(0.46+0.54x):(0.46‑0.46x):(0.08‑0.08x)的摩尔比例，将NiSO₄、MnSO₄以及MgCl₂溶于50ml水中(0＜x＜1)，使其中的金属离子摩尔浓度为2mol/L，得到金属离子混合溶液；：(2)将1mL的浓氨水加入到50mL浓度为2mol/L的NH₄HCO₃溶液中，磁力搅拌下将加入浓氨水后的NH₄HCO₃溶液加入到步骤(1)得到的金属离子混合溶液中，产生沉淀，搅拌2～4小时后，离心分离，得到碳酸盐固溶体，用去离子水清洗碳酸盐固溶体两次，再用无水乙醇清洗碳酸盐固溶体两次，置于80度烘箱中干燥12～24小时，得到碳酸盐前驱体；(3)xLi₂MnO₃·(1‑x)LiNi_0.46Mn_0.46M_g0.08O₂(0＜x＜1)的制备：按照Li:(Mn+Ni+Mg)＝(1+x):1的摩尔比例将上述制备的碳酸盐前驱体与3mol％～5mol％过量的LiOH·H₂O研磨混匀，得到碳酸盐与氢氧化锂的混合物，将得到的碳酸盐与氢氧化锂的混合物以3℃～5℃/分钟的升温速率，升温至700～1000℃，煅烧12～24小时，自然冷却至室温，得到镁掺杂锂离子电池富锂正极材料。