金属氧化物锂离子电池正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种金属氧化物锂离子电池正极材料及其制备方法，要解决的技术问题是提高正极材料的电化学性能，本发明的材料通式为LiNi1-x-y-zMnxCoyMzO2，其中x+y+z＜1，或LiNi1-x-y-z-rMnxCoyMzNrO2的四或五元金属氧化物材料，其中x+y+z+r＜1，所述M、N为Al、Ti、Cr、Mg、V、Zn和Zr元素中的一种，x＝0.01～0.8，y＝0.01～0.8，z＝0.01～0.8，r＝0.01～0.8。其制备方法包括制备前驱体混合物，混合，烧结。本发明与现有技术相比，利用液相多元元素混合反应、混合、固相烧结方法制备氧化物锂离子电池正极材料，最大放电容量大于150mAh/g，首次库仑效率达到90％以上，循环300周后的容量保持率大于95％，适宜于大规模工业化生产。

主权项

一种金属氧化物锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：一、前驱母体的合成：分别配制浓度为0.5～8mol/L的碱溶液，浓度为0.5～8mol/L的Ni、Co、Mn、Al、Ti、Cr、Mg、Zn和Zr盐溶液，将选自Ni、Co、Mn、Al、Ti、Cr、Mg、Zn和Zr盐溶液中的四种或五种，同时以10～100L/h的流速加入到反应釜中，连续搅拌使其生成均匀沉淀，滴加碱溶液调节溶液pH值在8～11.5之间；二、将沉淀出来的粉体进行过滤、洗涤，然后干燥，干燥温度在80～120℃之间，得到干燥的粉体Ni1‑x‑y‑zMnxCoyMz(OH)2或Ni1‑x‑y‑z‑rCoxMnyMzNr(OH)2；三、将干燥后的粉体与锂源化合物按摩尔比1∶1～1.2混合；四、将混合物在100～360℃条件下喷雾干燥，得到前驱体混合物；五、将前驱体混合物以1～10℃/min的升温速率，在700～1000℃条件下，烧结8～20h，以1～5℃/min降温速度冷却至室温，得到六方晶系晶体结构的四、五元金属氧化物粉体正极材料LiNi1‑x‑y‑zMnxCoyMzO2或LiNi1‑x‑y‑z‑rMnxCoyMzNrO2，其中X+Y+Z＜1，X+Y+Z+R＜1，X＝0.01～0.8，Y＝0.01～0.8，Z＝0.01～0.8，R＝0.01～0.8。