锰基层状晶体结构锂电池正极材料及其制备方法

摘要

本发明涉及锂电池制造技术，具体是一种锰基层状晶体结构锂电池正极材料制备方法。本发明正极材料的制备方法是：第一步，机械活化法制备Li[Li0.20Ni0.133Co0.133Mn0.534]O2前躯体；第二步，闭式循环喷雾干燥法造粒；第三步，高温固相法制备层状晶体结构Li[Li0.20Ni0.133Co0.133Mn0.534]O2。本发明的材料及方法用较便宜的金属锰来替代钴酸锂中的绝大部分钴，原材料成本比较低，而且制备工艺简单，微米级别的粉末颗粒即可表现出卓越的电池性能。经检测，其正极材料的容量高达236mAh/g，比钴酸锂及磷酸铁锂离的容量高约60%左右，并具有卓越的安全性能。

主权项

一种锰基层状晶体结构锂电池正极材料的制备方法，其特征是：第一步，机械活化法制备Li[Li0.20Ni0.133Co0.133Mn0.534]O2 前躯体，具体步骤为1) 将Li2CO3, NiCO3，MnCO3，Co3O4按化学计量比称取各原料并混合均匀，使得原料的正离子摩尔比Li:Ni:Co:Mn=1.3:0.133:0.133:0.534；2）将混合均匀的原材料转入搅拌式球磨机进行机械活化，球料比为10:1，转速为100r/min,活化时间为3h；第二步，闭式循环喷雾干燥法造粒，具体步骤为1) 将机械活化制备得到的前躯体通过蠕动泵输入闭式循环喷雾干燥机；2）喷雾干燥机进风口温度为120‑130°，出风口温度为65‑75°；第三步，高温固相法制备层状晶体结构 Li[Li0.20Ni0.133Co0.133Mn0.534]O2，1) 将第二步所得到的颗粒状粉末盛于匣钵中，再用压板压匣钵中的粉体，随后置于空气氛围的辊道炉中 ，在490‑510℃加热8－9个小时，随后在炉子的冷却区自然冷却到75－85℃；2）将冷却的粉末转入球磨机球磨，球料比为10:1，转速为100r/min，球磨时间为1‑2h；3）将球磨后的粉末盛于匣钵中，用压板压匣钵中的粉体，随后在空气氛围的辊道炉中960－990℃烧结9－11个小时，烧结结束后在炉子的冷却区自然冷却；4）将冷却的粉末经过气流粉碎分级，得到最终产物Li[Li0.20Ni0.133Co0.133Mn0.534]O2。