通过氧化性气体氧化法制备富锂固溶体正极材料的方法

摘要

本发明涉及通过氧化性气体氧化法制备富锂固溶体正极材料的方法,其制备过程由以下步骤组成:按照锂离子、镍离子、锰离子和钴离子摩尔比为(1+x):(1-x)·y:(x+z-x·z):(1-x)·k分别称取锂、镍、锰和钴的化合物。在湿磨介质中混入镍、锰和钴的化合物，湿磨后加入氨水和锂的化合物，再次湿磨混合，陈化得到前驱物1；在湿磨和陈化过程中通入过量的氧化性气体。将前驱物1加热干燥，置于空气、富氧气或纯氧气氛中,通过两段烧结过程制备富锂固溶体正极材料。本发明制备的电极材料组成均匀,具有优秀的放电性能,特别是在大电流条件下放电的循环性能佳。

主权项

通过氧化性气体氧化法制备富锂固溶体正极材料的方法,其特征在于制备过程由以下步骤组成:(1)按照锂离子、镍离子、锰离子、钴离子摩尔比为(1+x) : (1‑x)·y : (x+z‑x·z) : (1‑x) ·k分别称取锂的化合物、镍的化合物、锰的化合物和钴的化合物； x、y、z和k的取值范围同时满足以下关系：0.15≤x≤0.60, 0.05≤y≤0.45, 0.125≤z≤0.75, 0.05≤k≤0.45, ‑0.1≤ (2·(1‑x)·y + 4·(x+z‑x·z) + 3·(1‑x) ·k‑x‑3) ≤0.1；反应物总重量是锂的化合物、镍的化合物、锰的化合物及钴的化合物的总重量；按照反应物总重量与湿磨介质的重量比在5:75至5:1范围称量湿磨介质；(2)在湿磨介质中混入称取的镍的化合物、锰的化合物和钴的化合物，湿磨混合1小时～15小时，加入氨水使溶液酸度落在pH 10至pH 14之间，加入锂的化合物，湿磨混合1小时～24小时，制备包含沉淀物的反应混合溶液；将包含沉淀物的反应混合溶液在40℃至95℃陈化2小时至24小时，得到前驱物1；在湿磨和陈化过程中通入过量的氧化性气体，将前驱物1中的二价锰氧化为三价锰；将前驱物1用加热干燥方法制备干燥的前驱物2；将前驱物2置于空气、富氧气体或纯氧气氛中, 在300℃～550℃温度区间的任一温度烧结3小时～15小时,接着在800℃～1050℃温度区间的任一温度烧结3小时～24小时,制备富锂固溶体正极材料。