富锂锰基层状锂电池正极材料及其制备方法

摘要

一种富锂锰基层状锂电池正极材料，其分子式为Li[Li_1-x-y-zNi_xCo_yMn_z]O₂，其中0＜x＜0.5，0＜y＜0.5，0.1＜z＜0.7，0＜1-x-y-z＜0.5，D₅₀在10～20μm，比表面积在1～4m²/g，12.5mA/g充放电电流密度下放电容量达200～300mAh/g，其制备方法包括：先准备锂源、镍源、钴源和锰源，然后按配比将原料混合制成混合盐溶液，再加入聚丙烯酸和柠檬酸溶液并混合均匀；然后加热形成稳定的溶胶，蒸发水分后形成凝胶，将凝胶干燥形成干凝胶；最后进行烧结得到富锂锰基层状锂电池正极材料。本发明的正极材料具有高的放电比容量，安全性好，生产成本低，性价比高。

主权项

一种富锂锰基层状锂电池正极材料的制备方法，所述正极材料的分子式为Li[Li_{1‑x‑y‑z}Ni_xCo_yMn_z]O₂，其中0＜x＜0.5，0＜y＜0.5，0.1＜z＜0.7，0＜1‑x‑y‑z＜0.5，所述正极材料的D₅₀在10μm～20μm，比表面积在1m²/g～4m²/g，12.5mA/g的充放电电流密度下放电容量达200 mAh/g～300 mAh/g；所述制备方法包括以下步骤：（1）材料准备：准备用作原料的锂源、镍源、钴源和锰源，准备用作复合螯合剂的聚丙烯酸和柠檬酸；（2）配制混合溶液：按照所述正极材料的分子式中各金属元素的计量比，将步骤（1）中的原料混合配制成含金属离子的混合盐溶液，再将聚丙烯酸和柠檬酸溶液加入到前述混合盐溶液中并混合均匀；所述步骤（2）中，所述聚丙烯酸和柠檬酸的总摩尔数与混合盐溶液中各金属离子的总摩尔数的比值控制在0.1～0.5，而聚丙烯酸摩尔数与柠檬酸摩尔数的比值控制在0.95～0.5；（3）形成溶胶‑凝胶：将步骤（2）得到的混合溶液进行加热，加热过程完成后形成稳定的溶胶，蒸发水分后形成凝胶，将凝胶进行干燥形成干凝胶；（4）烧结：将步骤（3）得到的干凝胶进行烧结，得到富锂锰基层状锂电池正极材料。