镍锰基包钴锂离子正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种镍锰基包钴锂离子正极材料的制备方法，为α-NaFeO2结构镍锰基锂离子电池正极材料LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2，其中0.03＜x≤0.4的制备方法。先用共结晶的方法制备Ni0.5Mn0.5(OH)2前驱体，然后采用梯度包覆的方式对其进行包覆钴的处理，得到y[Ni0.5Mn0.5(OH)2]·(1-y)[Co(OH)2]前驱体，其中0.2≤y≤0.8的前驱体，包覆后的前驱体经预处理后，加锂在750-1000℃烧结8～24小时，即得到镍锰基锂离子电池LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2。本发明具有比容高、循环性能稳定、成本低、操作方便易于工业化生产。

主权项

一种镍锰基包钴锂离子正极材料的制备方法，其特征是采用梯度包覆的方法在Ni0.5Mn0.5(OH)2基体外层包覆一层氢氧化钴，得到y[Ni0.5Mn0.5(OH)2]·(1-y)[Co(OH)2]前驱体，其中0.2≤y≤0.8的前驱体，加锂烧结后得到包覆型LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2，其中0.03＜x≤0.4的镍锰基正极材料；本方法的具体步骤是：(1)配制浓度为0.1～3mol/L的钴盐水溶液；(2)配制浓度为1～10mol/L的NaOH溶液或KOH溶液；(3)配制配制浓度为1～10mol/L的金属离子络合剂氨水或硫酸铵或氯化铵；(4)称取一定量的Ni0.5Mn0.5(OH)2基体待用；(5)把步骤(3)中的络合剂缓慢加入到步骤(1)中配制的钴盐水溶液中，调节PH到7～9，充分搅拌均匀后，缓慢加入步骤(4)中已经准确称量的Ni0.5Mn0.5(OH)2基体，加完继续搅拌，充分浸透后，缓慢加入步骤(2)中已经配制好的碱溶液，控制反应终点的PH值为10～13；控制反应温度30～80℃，所使用钴盐与Ni0.5Mn0.5(OH)2基体的摩尔比为1∶9，反应结束后继续搅拌保温陈化12～24小时；(6)将步骤(5)中所得到的产物转入固液分离器中，用去离子水洗涤钴盐水溶液，分离所得固体产物至洗涤水的PH值小于8为止，洗涤后的固体产物在干燥器中80～120℃干燥，得到包覆钴的Ni0.5Mn0.5(OH)2前驱体；(7)按Li/(Ni+Mn+Co)＝1.05∶1进行配锂在750～1000℃下烧结8-24小时，得到镍锰基LiNi0.5-xCo2xMn0.5-xO2，其中0.03＜x≤0.4的镍锰基正极材料。