CN102780002A - 一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法 - Google Patents

一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102780002A
CN102780002A CN2012102795447A CN201210279544A CN102780002A CN 102780002 A CN102780002 A CN 102780002A CN 2012102795447 A CN2012102795447 A CN 2012102795447A CN 201210279544 A CN201210279544 A CN 201210279544A CN 102780002 A CN102780002 A CN 102780002A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lini
alpo
positive electrode
lithium
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012102795447A
Other languages
English (en)
Inventor
高峰
石春艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XIANGXI AUTONOMOUS JINHONG MINING INDUSTRY CO LTD
Original Assignee
XIANGXI AUTONOMOUS JINHONG MINING INDUSTRY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XIANGXI AUTONOMOUS JINHONG MINING INDUSTRY CO LTD filed Critical XIANGXI AUTONOMOUS JINHONG MINING INDUSTRY CO LTD
Priority to CN2012102795447A priority Critical patent/CN102780002A/zh
Publication of CN102780002A publication Critical patent/CN102780002A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法。本发明分别采用球磨辅助高温合成法和共沉淀-高温合成法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，并采用AlPO4表面包覆和阴阳离子复合掺杂等手段对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行改性研究，获得电化学性能优良的三元系正极材料，提高锂锰正极材料的性能，为三元系材料在动力型锂离子电池中的应用提供理论和技术支持。

Description

一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法。 
背景技术
与其它传统二次电池相比，锂离子电池具有电压高、能量密度高、循环寿命长、自放电低、无记忆效应等优点，因此得到了迅猛发展和广泛应用。 
LiCoO2作为锂离子电池的正极材料已经商业化生产多年，但由于Co资源稀缺，其成本远高于负极，占电池总成本的三分之一以上，使锂离子电池在大容量电池，尤其是电动车领域的应用受到了限制，因而如何降低锂离子电池正极材料的成本成为锂离子电池研究的关键。由于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有类似LiCoO2的电化学特性、更优的高温性能、更好的安全性能和相对低廉的价格，被认为有可能取代LiCoO2而成为锂离子动力电池正极材料。但LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在充放电过程中容易与电解液发生化学反应，导致电化学性能变差。针对这些问题，本项目在工艺方面采用高温固相二次烧结法和共沉淀法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，在技术创新方面采用AlPO4表面包覆及特种阴阳离子复合掺杂等方式对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行改性，提高锂锰正极材料的性能。 
发明内容
本发明的目的旨在提供一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法。 
本发明的制备方法如下： 
(1)预处理：将NiSO4、CoSO4、MnSO4和LiOH按金属离子物质的量之比0.33～0.4∶0.33～0.4∶0.33～0.4∶1～1.2混合，然后在混合物中加入少量丙酮于球磨机中球磨直至成流体状，然后放入干燥箱中150℃干燥2h，取出冷却至室温，将所得混合物碾磨成粉末状； 
(2)一次烧结：将粉末置于不锈钢舟中，将不锈钢舟放入电烤炉中于空气气氛下500℃预烧6h； 
(3)二次烧结：再在空气气氛下于900℃焙烧24h； 
(4)随炉冷却至室温，最后将产物研磨、过筛，得到正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2
(5)改性： 
①AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2：将Al(NO3)3和H3PO4缓慢溶解于适量工艺水中，搅拌直到可以看到悬浊液，向AlPO4悬浊液中加入LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末搅拌30分钟后得到AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的产物，投料比按质量比AlPO4∶LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2＝5∶100。50℃恒温搅拌蒸发掉水分后经烘干，研磨，再置于马弗炉中700℃下烧结，保温6h，得到AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。 
②特种阴阳离子参杂：(将AlPO4包覆的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及Cr(NO3)2、LiF。按Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.95Cr0.05O1.7F0.03计量比准确)加工艺水，使金属离子总浓度为0.03mol/L，摇匀，充分溶解。适当调节反应速度使两种溶液同时滴加完毕，反应完成后继续搅拌30min，静置12h，沉淀完全后反复洗涤沉淀3-5次，并抽滤，将所得沉淀与120℃干燥12h得前躯体，将所得前躯体充分研磨混匀后分装在两个瓷舟中，置于管式炉中450℃分解10h，冷却后取出并继续研磨，再置于管式炉中于800℃下煅烧16h得最终产品。 
具体实施方案
实施例一 
一、采用二次烧结法制备方法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，其具体步 骤为： 
(1)用电子天平精确称取乙酸锂0.036mol、硫酸镍0.01mol、硫酸钴0.01mol和硫酸锰0.01mol置于碾钵中混合。 
(2)在混合物中加入适量丙酮于球磨机中球磨15min直至成流体状，然后放入干燥箱中150℃干燥2h，取出冷却至室温，将所得混合物碾磨成粉末状。 
(3)先将混合粉末放入马弗炉中于空气气氛下500℃预烧6h，再于900℃焙烧24h。 
(4)随炉冷却至室温，最后将产物研磨、过筛，得到正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。 
二、AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2： 
将Al(NO3)3和H3PO4缓慢溶解于适量工艺水中，搅拌直到可以看到悬浊液，向AlPO4悬浊液中加入LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末搅拌30分钟后得到AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的产物。投料比按质量比AlPO4∶LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2＝5∶100。50℃恒温搅拌蒸发掉水分后经烘干，研磨，再置于马弗炉中700℃下烧结，保温6h，得到AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。 
三、改性 
按Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.95Cr0.05O2F0.03计量比准确称取包覆AlPO4正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和Cr(NO3)2解及氟化锂在烧杯中，加去离子水至100ml，使金属离子总浓度为0.3mol/l，摇匀，充分溶解。反应完成后继续搅拌30min，静置12h，沉淀完全后反复洗涤沉淀3-5次，并抽滤，将所得沉淀与120℃干燥箱中干燥12h得前躯体，将所得前躯体、氢氧化锂、氟化锂按物质的量之比为1.0∶1.05∶0.03准确称取。置于研钵中，充分研磨混匀后分装在两个瓷舟中，置于管式炉中450℃分解10h，冷却后取出并继续研磨，再置于管式炉中于800℃下煅烧16h得最终产品。 
产品经检测，主要结果如下：粒子为球形，直径尺寸1.1微米，比容量为：190.5mAhg-1
实施例二 
一、采用二次烧结法制备方法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，其具体步骤为： 
(1)用电子天平精确称取乙酸锂0.018mol、硫酸镍0.005mol、硫酸钴0.005mol和硫酸锰0.005mol置于碾钵中混合。 
(2)在混合物中加入适量丙酮于球磨机中球磨15min直至成流体状，然后放入干燥箱中150℃干燥2h，取出冷却至室温，将所得混合物碾磨成粉末状。 
(3)先将混合粉末放入马弗炉中于空气气氛下500℃预烧6h，再于900℃焙烧24h。 
(4)随炉冷却至室温，最后将产物研磨、过筛，得到正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。 
二、AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2： 
将Al(NO3)3和H3PO4缓慢溶解于适量工艺水中，搅拌直到可以看到悬浊液，向AlPO4悬浊液中加入LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末搅拌30分钟后得到AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的产物。投料比按质量比AlPO4∶LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2＝5∶100。50℃恒温搅拌蒸发掉水分后经烘干，研磨，再置于马弗炉中700℃下烧结，保温6h，得到AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。 
三、改性 
按Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.95Cr0.05O2F0.03计量比准确称取包覆AlPO4正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和Cr(NO3)2解及氟化锂在烧杯中，加去离子水至100ml，使金属离子总浓度为0.3mol/l，摇匀，充分溶解。反应完成后继续搅拌30min，静置12h，沉淀完全后反复洗涤沉淀3-5次，并抽滤，将所得沉淀与120℃干燥箱中干燥12h得前躯体，将所得前躯 体、氢氧化锂、氟化锂按物质的量之比为1.0∶1.05∶0.03准确称取。置于研钵中，充分研磨混匀后分装在两个瓷舟中，置于管式炉中450℃分解10h，冷却后取出并继续研磨，再置于管式炉中于800℃下煅烧16h得最终产品。 
产品经检测，主要结果如下：粒子为球形，直径尺寸1.6微米，比容量为：185.3mAhg-1
实施例三 
一、采用二次烧结法制备方法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，其具体步骤为： 
(1)用电子天平精确称取乙酸锂0.012mol、硫酸镍0.0033mol、硫酸钴0.0033mol和硫酸锰0.0033mol置于碾钵中混合。 
(2)在混合物中加入适量丙酮于球磨机中球磨15min直至成流体状，然后放入干燥箱中150℃干燥2h，取出冷却至室温，将所得混合物碾磨成粉末状。 
(3)先将混合粉末放入马弗炉中于空气气氛下500℃预烧6h，再于900℃焙烧24h。 
(4)随炉冷却至室温，最后将产物研磨、过筛，得到正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。 
二、AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2： 
将Al(NO3)3和H3PO4缓慢溶解于适量工艺水中，搅拌直到可以看到悬浊液，向AlPO4悬浊液中加入LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末搅拌30分钟后得到AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的产物。投料比按质量比AlPO4∶LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2＝5∶100。50℃恒温搅拌蒸发掉水分后经烘干，研磨，再置于马弗炉中700℃下烧结，保温6h，得到AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。 
三、改性 
按Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.95Cr0.05O2F0.03计量比准确称取包覆AlPO4正极 材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和Cr(NO3)2解及氟化锂在烧杯中，加去离子水至100ml，使金属离子总浓度为0.3mol/l，摇匀，充分溶解。反应完成后继续搅拌30min，静置12h，沉淀完全后反复洗涤沉淀3-5次，并抽滤，将所得沉淀与120℃干燥箱中干燥12h得前躯体，将所得前躯体、氢氧化锂、氟化锂按物质的量之比为1.0∶1.05∶0.03准确称取。置于研钵中，充分研磨混匀后分装在两个瓷舟中，置于管式炉中450℃分解10h，冷却后取出并继续研磨，再置于管式炉中于800℃下煅烧16h得最终产品。 
产品经检测，主要结果如下：粒子为球形，直径尺寸1.2微米，比容量为：188.7mAhg-1。

Claims (1)

1.一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法，其特征在于步骤如下：
(1)预处理：将NiSO4、CoSO4、MnSO4和LiOH按金属离子物质的量之比0.33～0.4∶0.33～0.4∶0.33～0.4∶1～1.2混合，然后在混合物中加入少量丙酮于球磨机中球磨直至成流体状，然后放入干燥箱中150℃干燥2h，取出冷却至室温，将所得混合物碾磨成粉末状；
(2)一次烧结：将粉末置于不锈钢舟中，将不锈钢舟放入电烤炉中于空气气氛下500℃预烧6h；
(3)二次烧结：再在空气气氛下于900℃焙烧24h；
(4)随炉冷却至室温，最后将产物研磨、过筛，得到正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2；
(5)改性：
①AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2：将Al(NO3)3和H3PO4缓慢溶解于适量工艺水中，搅拌直到可以看到悬浊液，向AlPO4悬浊液中加入LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2粉末搅拌30分钟后得到AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的产物，投料比按质量比AlPO4∶LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2＝5∶100。50℃恒温搅拌蒸发掉水分后经烘干，研磨，再置于马弗炉中700℃下烧结，保温6h，得到AlPO4包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2；
②特种阴阳离子参杂：(将AlPO4包覆的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2及Cr(NO3)2、LiF。按Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)0.95Cr0.05O1.7F0.03计量比准确)加工艺水，使金属离子总浓度为0.03mol/L，摇匀，充分溶解。适当调节反应速度使两种溶液同时滴加完毕，反应完成后继续搅拌30min，静置12h，沉淀完全后反复洗涤沉淀3-5次，并抽滤，将所得沉淀与120℃干燥12h得前躯体，将所得前躯体充分研磨混匀后分装在两个瓷舟中，置于管式炉中450℃分解10h，冷却后取出并继续研磨，再置于管式炉中于800℃下煅烧16h得最终产品。
CN2012102795447A 2012-07-28 2012-07-28 一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法 Pending CN102780002A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102795447A CN102780002A (zh) 2012-07-28 2012-07-28 一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102795447A CN102780002A (zh) 2012-07-28 2012-07-28 一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102780002A true CN102780002A (zh) 2012-11-14

Family

ID=47124839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012102795447A Pending CN102780002A (zh) 2012-07-28 2012-07-28 一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102780002A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103700825A (zh) * 2013-12-18 2014-04-02 江苏科捷锂电池有限公司 Li（Ni0.4Co0.2Mn0.4）O0.2锂电池正极材料掺杂包覆方法
CN104134796A (zh) * 2014-07-28 2014-11-05 北京万源工业有限公司 一种锂离子电池三元正极材料的改性方法
CN106745337A (zh) * 2017-02-24 2017-05-31 安顺学院 一种LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备方法
CN108878861A (zh) * 2018-04-24 2018-11-23 广东邦普循环科技有限公司 一种三元正极材料表面修复的方法及其三元正极材料
CN113381021A (zh) * 2021-03-30 2021-09-10 万向一二三股份公司 一种硅基负极材料及其制备方法、应用

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103700825A (zh) * 2013-12-18 2014-04-02 江苏科捷锂电池有限公司 Li（Ni0.4Co0.2Mn0.4）O0.2锂电池正极材料掺杂包覆方法
CN103700825B (zh) * 2013-12-18 2016-01-27 宁夏科捷锂电池股份有限公司 Li(Ni0.4Co0.2Mn0.4)O2锂电池正极材料掺杂包覆方法
CN104134796A (zh) * 2014-07-28 2014-11-05 北京万源工业有限公司 一种锂离子电池三元正极材料的改性方法
CN106745337A (zh) * 2017-02-24 2017-05-31 安顺学院 一种LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备方法
CN108878861A (zh) * 2018-04-24 2018-11-23 广东邦普循环科技有限公司 一种三元正极材料表面修复的方法及其三元正极材料
CN113381021A (zh) * 2021-03-30 2021-09-10 万向一二三股份公司 一种硅基负极材料及其制备方法、应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102790217B (zh) 碳包覆四氧化三铁锂离子电池负极材料及其制备方法
CN103872315B (zh) 一种锗掺杂高能量密度的钴酸锂复合正极材料的制备方法
CN108807926A (zh) 一种Co/B共包覆镍钴锰锂离子正极材料及其制备方法
CN102790203B (zh) 一种锂离子电池正极材料的制备方法
CN104779385B (zh) 一种高比容量锂离子电池正极材料及其制备方法
CN107611371A (zh) 一种高循环与结构稳定的三元材料制备方法
CN103441238A (zh) 一种掺杂Mg的富锂正极材料及其制备方法
CN108550802A (zh) 一种Y/La掺杂Co/B共包覆的镍钴锰三元正极材料及制备方法
CN102780002A (zh) 一种锂锰电池三元系正极材料的制备方法
CN106654255A (zh) 一种铝掺杂改性的高容量锂离子电池正极材料
CN103413935A (zh) 一种掺杂Mo的富锂正极材料及其制备方法
CN110336017A (zh) 一种改性锰酸锂及其制备方法和用途
CN104009221B (zh) 溶胶凝胶自蔓延燃烧法制备富锂正极材料的方法
CN106784657A (zh) 一种钠和铁共掺杂制备高性能锰酸锂正极材料的方法
CN105932274A (zh) 包覆二氧化钛的尖晶石富锂锰酸锂正极材料的制备方法
CN109742346A (zh) Si/Al共包覆镍钴锰锂离子电池正极材料及其制备方法
CN103594704B (zh) 掺杂四价钛离子的尖晶石富锂锰酸锂正极材料的制备方法
CN106711420B (zh) 一种锂电池钛酸锂复合负极材料的制备方法
CN104961161A (zh) 一种高度稳定的锰酸锂正极材料及其制备方法
CN108321374A (zh) 一种铁和氟共掺杂复合材料及其制备方法
CN103594706A (zh) 掺钇尖晶石富锂锰酸锂正极材料的制备方法
CN103606664A (zh) 一种镍锰酸锂包覆锰酸锂正极材料的制备方法
CN105958034A (zh) 包覆硅氧化物的尖晶石富锂锰酸锂材料的制备方法
CN102723478A (zh) 一种八面体形锰酸锂微米单晶电极材料及其制备方法
CN103594701B (zh) 掺镍尖晶石型富锂锰酸锂正极材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121114