CN103682289A - 一种用于锂离子电池的混合正极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池领域,尤其涉及一种具有高寿命、高能量密度且成本更低的锂离子二次电池的混合型正极材料及其制备方法。本发明提供一种用于锂离子电池的正极的材料,其原料组分包括:掺杂锂锰尖晶石复合氧化物20-60wt%;掺杂锂镍钴锰复合氧化物40-80wt%。本发明所提供的用于锂离子电池的正极的材料,对锂锰尖晶石进行适当掺杂,能有效减少晶格缺陷,稳定晶体结构,抑制晶格畸变,减少锰的溶出,提高循环寿命,并能改善大电流充放电性能和安全性能,这些方面的提高EV、HEV用锂离子电池是重要的要求。对层状结构的锂镍钴锰复合氧化物而言,掺杂同样有着同样效果,使其循环性能、倍率性能、安全性能得到较好的提升。

Description

一种用于锂离子电池的混合正极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电池领域,尤其涉及一种具有高寿命、高能量密度且成本更低的锂离子二次电池的混合型正极材料及其制备方法。
背景技术
随着能源价格的日益高涨和环境压力的加大,已经使得汽车行业对新能源动力的技术需求快速增长。锂离子电池现在被原来越多的企业和研究者认为是新的动力源,这就迫切需要发展具有高安全、高能量密度、高功率、长循环、高环保及价廉的锂离子电池正极材料。
基于安全性和成本考虑,锂锰尖晶石正极材料现在被认为是一种具有优势的动力用锂离子电池正极材料。然而由于锂锰尖晶石正极材料在充放电过程中,尤其是在较高温度下使用时,与电解液易发生相互作用,导致锰的溶出,致使电池容量发生较大的衰减,必须加以改性处理以改进循环性能。同时锂锰尖晶石较低的克容量和压实密度特性,使用其作为正极材料的电池能量密度较低,限制了其在EV、HEV等方面的应用。
为了克服上述缺点,各国技术人员已经进行了各种尝试。在应用中发现,如果将锂锰尖晶石氧化物和一种或多种不同组分的锂镍钴锰复合氧化物按一定比例混合作为正极材料使用,可以提高锂离子电池的循环寿命,同时由于锂镍钴锰复合氧化物较高的能量密度,由它们的混合物制成的电池能量密度也有较大的提升。
目前的使用方法多为电池厂家采购正极材料厂家的原料进行简单混合后使用,由于来料的性能匹配问题,循环寿命、安全性提升有限,且一致性低。这就要求材料厂家提供一种能够直接使用的混合型正极材料来满足锂离子电池生产厂商的要求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,为了实现上述目的及其他相关目的,本发明第一方面提供一种用于锂离子电池的正极的材料,其主要原料组分包括:
掺杂锂锰尖晶石复合氧化物    20-60wt%;
掺杂锂镍钴锰复合氧化物      40-80wt%。
所述主要原料组分不包括包覆剂和去离子水。
优选的,所述掺杂锂锰尖晶石复合氧化物为LiMn2-yMyO4-zNz,其中M选自Mg、Ca、Zn、Al、Co、Cr、Fe、Ti等二价、三价和四价金属元素中的一种或两种,0<y<0.2,N选自F、Cl、S等一价或二价阴离子中的一种或两种,0<z<0.1。
当M为两种元素时,两种元素的下标之和为y。所述下标表示的是化合物组成元素的原子个数比。
当N为两种元素时,两种元素的下标之和为z。
具体的,所述掺杂锂锰尖晶石复合氧化物LiMn2-yMyO4-zNz可为LiMn1.9Al0.05Co0.05O3.98F0.02,LiMn1.9Al0.05Mg0.05O3.98F0.02,LiMn1.9Al0.05Mg0.05O3.98F0.02,LiMn1.9Al0.05Mg0.05O3.98F0.02
优选的,所述掺杂锂锰尖晶石复合氧化物的粉末微观形貌为二次球形颗粒,平均粒径为8-15μm,比表面积为0.2-0.8m2/g,一次粒子直径1-5μm。
优选的,所述掺杂锂镍钴锰复合氧化物选自一种或两种以上的LiNiaCo1-a-b-cMnbXcO2,其中X选自Mg、Ca、Zn、Al、Co、Cr、Fe、Ti等二价、三价和四价金属元素中的一种或两种,其中0.3<a<0.9,0.05<b<4,0<c<0.1。
当X为两种元素时,两种元素的下标之和为c。
具体的,所述掺杂锂镍钴锰复合氧化物LiNiaCo1-a-b-cMnbXcO2可为LiNi0.333Co0.329Mn0.333Mg0.004O2,LiNi0.333Co0.329Mn0.333Ti0.002Mg0.002O2,LiNi0.333Co0.329Mn0.333Ti0.002Mg0.002O2,LiNi0.5Co0.196Mn0.3Al0.004O2,LiNi0.333Co0.329Mn0.333Ti0.002Mg0.002O2
优选的,所述掺杂锂镍钴锰复合氧化物的粉末微观形貌为二次球形颗粒,平均粒径为8-15μm,比表面积为0.2-0.8m2/g,一次粒子直径1-5μm。
优选的,当所述掺杂锂镍钴锰复合氧化物选自两种以上的LiNiaCo1-a-b-cMnbXcO2时,各种LiNiaCo1-a-b-cMnbXcO2在所述掺杂锂镍钴锰复合氧化物中的质量百分比含量相等。
本发明第二方面提供一种用于锂离子电池的正极的材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)混合:将所述掺杂锂锰尖晶石复合氧化物和掺杂锂镍钴锰复合氧化物按比例置于容器中混合,再在容器中加入分散剂并搅拌均匀;
(2)包覆:在步骤1所得溶液中滴加包覆剂,滴加完毕后过滤,将滤饼烘干;
(3)热处理:将步骤2所得物料进行热处理,并将热处理所得物料过筛,即得所述用于锂离子电池的正极的材料。
优选的,所述步骤1中的分散剂为去离子水。
优选的,所述步骤1中所述去离子水的重量与所述原料的重量比为1-5:1,所述搅拌过程中搅拌机的转速为500-1500rpm,搅拌时间为5-20min。
优选的,所述步骤2中包覆剂包括两种不同的包覆剂,第一种包覆剂选自氢氧化锂水溶液、碳酸铵水溶液、磷酸铵水溶液、氟化铵水溶液等水溶液或去离子水中的一种,第二种包覆剂选自硝酸铝水溶液、硝酸镁水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸锆水溶液、硝酸钴水溶液或硝酸氧钛水溶液等可以发生水解反应生成沉淀物质的水溶液中的一种。所述第一种包覆剂中的水溶液为可以使第二种包覆剂发生水解反应的物质的水溶液。
优选的,所述氢氧化锂水溶液、碳酸铵水溶液、磷酸铵水溶液、氟化铵水溶液、硝酸铝水溶液、硝酸镁水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸锆水溶液、硝酸钴水溶液、硝酸氧钛水溶液的浓度为0.1-1mol/L。
优选的,所述第二种包覆剂的滴加量的计算方法为:以所述第二种包覆剂中金属元素占所述原料中过渡金属元素Ni、Co和Mn总量的0.2-2at%为准。
优选的,所述第一种包覆剂的滴加量的计算方法为:以与第二种包覆剂按理论反应式完全反应的量为准。
优选的,所述包覆剂的滴加速度以在1-3h内滴完为准。
优选的,所述步骤2中滤饼的具体烘干条件为在80-150℃下烘干5-12h。
优选的,在所述步骤2中,在所述滴加完毕之后、过滤之前还需搅拌1-3h。
优选的,所述热处理过程为:将步骤2所得的物料置于空气气氛马弗炉内,以3-8℃/min的升温速度加热至400-700℃,保温2-8h,随炉冷却至室温后取出。
如上所述,本发明所提供的一种用于锂离子电池的正极的材料相对单一的正极材料和相对常见的简单混合正极材料具有高寿命、高能量密度且成本更低的优势。
本发明采用的正极材料均为掺杂后的锂过渡金属氧化物。本发明发明人经研究后发现,对锂锰尖晶石进行适当掺杂,能有效减少晶格缺陷,稳定晶体结构,抑制晶格畸变,减少锰的溶出,提高循环寿命,并能改善大电流充放电性能和安全性能,这些方面的提高EV、HEV用锂离子电池是重要的要求。对层状结构的锂镍钴锰复合氧化物而言,掺杂同样有着同样效果,使其循环性能、倍率性能、安全性能得到较好的提升。
对锂锰尖晶石和锂镍钴锰复合氧化物两者均进行掺杂处理的原因在于,两者性能的匹配对提高混合材料的性能有重要的作用,因为对由混合材料制成的电池,虽然由于不同原料的性能互补作用,可以弥补单一组分某方面的不足,但要进一步提升性能就必须同时改善两者对应的性能。
本发明的另一特点在于混合之后有进行了共同包覆和热处理。氧化物包覆是一种可以有效避免正极材料被电解液侵蚀的方法,从而可以明显改善电池的循环寿命和安全性能。现在正极材料厂家已经多有应用,但多为单一材料单独处理,这样的原料用于混合材料,性能匹配性较差。热处理的目的有两者,一是使材料包覆层转变为氧化物,另一个是由于两种或两种以上正极材料混合后进行热处理时,由于不同材料的粒子表面能态的差异,会发生部分离子的迁移,消除部分表面缺陷,稳定表面结构,使不同材料的粒子表面能态趋同,相容性增强。这会使其相对简单混合的材料容量发挥和压实密度得到提高,循环性能也有一定的改善。
附图说明
图1为本发明实施例1循环-容量保持率曲线,电池在55℃温度下循环,充放电电流均为1C。
图2为本发明对比例1循环-容量保持率曲线,电池在55℃温度下循环,充放电电流均为1C。
图3为本发明对比例2循环-容量保持率曲线,电池在55℃温度下循环,充放电电流均为1C。
图4为本发明对比例3循环-容量保持率曲线,电池在55℃温度下循环,充放电电流均为1C。
图5为本发明对比例4循环-容量保持率曲线,电池在55℃温度下循环,充放电电流均为1C。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知,下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置;所有压力值和范围都是指绝对压力。
此外应理解,本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤,除非另有说明;还应理解,本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置,除非另有说明。而且,除非另有说明,各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具,而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容的情况下,当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明各实施例中所使用的各种原料和试剂均购自商业供应商,未经进一步纯化,除非另有说明。易受潮的原料和试剂均存放于全密封瓶中,并直接使用,均未经过特殊处理。
如整个说明书中所使用的,下述缩写具有下述含义,除非文中明显另有所指:(单位缩写)℃=摄氏度;g=克;mg=毫克;L=升;m=米;A=安培;dm=分米;um=微米;min=分钟;h=小时;rpm=每分钟转数;at%=原子数百分含量;mol=摩尔;V=伏特;C=库伦。
本发明发明人为说明本发明所制备的正极材料应用于锂离子电池的特点,按通用方法将其组装成锂离子电池测试其性能。其中粘结剂为PVDF,隔膜为聚丙烯微孔薄膜,电解质为1mol/L的LiPF6,溶剂为EC(碳酸乙烯酯)-DEC(碳酸二乙酯)-DMC(碳酸二甲酯)(1:1:1体积比)混合溶液,负极采用天然石墨。测试电压范围为3.0-4.2V,采用恒流-恒压充电方法,充放电电流均为1C。
实施例1
1.原料A选择为LiMn1.9Al0.05Co0.05O3.98F0.02,平均粒径10μm,比表面积0.35m2/g,原料B为LiNi0.333Co0.329Mn0.333Mg0.004O2,平均粒径10μm,比表面积0.30m2/g;
2.将50wt%的原料A和50wt%的原料B放入带搅拌器的聚乙烯容器内,加入相当粉末重量3倍的去离子水,开动搅拌器,以500rpm的转速搅拌20min。
3.通过两台蠕动泵向上述装满物料和分散剂的聚乙烯容器容器内滴加液体包覆剂E和F,其中E为0.2mol/l浓度的氢氧化锂水溶液,F为0.2mol/l浓度的硝酸铝水溶液。控制硝酸铝水溶液的滴加量,使其滴加溶液中铝元素占容器内物料中过渡元素摩尔量的1.0%,氢氧化锂溶液的滴加量为能与滴加的硝酸铝完全反应为准。二者滴加速度为能在1h同时滴完为准。待滴加完毕后继续搅拌0.5h后取出过滤,并在120℃下烘干10h。
4.上述烘干好的物料放入莫来石匣钵内,置入空气气氛马弗炉内,以3℃/min的升温速度加热至600℃,保温6h,随炉冷却至室温后取出,过筛后该正极材料完成制备过程。
实施例2
1.原料A选择为LiMn1.9Al0.05Mg0.05O3.98F0.02,平均粒径10μm,比表面积0.35m2/g,原料B为LiNi0.333Co0.329Mn0.333Ti0.002Mg0.002O2,平均粒径10μm,比表面积0.30m2/g;
2.将50wt%的原料A和50wt%的原料B放入带搅拌器的聚乙烯容器内,加入相当粉末重量3倍的去离子水,开动搅拌器,以500rpm的转速搅拌20min。
3.通过两台蠕动泵向上述装满物料和分散剂的聚乙烯容器容器内滴加液体包覆剂E和F,其中E为0.2mol/l浓度的磷酸铵水溶液,F为0.2mol/l浓度的硝酸铝水溶液。控制硝酸铝水溶液的滴加量,使其滴加溶液中铝元素占容器内物料中过渡元素摩尔量的0.3%,磷酸铵溶液的滴加量为能与滴加的硝酸铝完全反应为准。二者滴加速度为能在1h同时滴完为准。待滴加完毕后继续搅拌1h后取出过滤,并在120℃下烘干10h。
4.上述烘干好的物料放入莫来石匣钵内,置入空气气氛马弗炉内,以3℃/min的升温速度加热至600℃,保温6h,随炉冷却至室温后取出,过筛后该正极材料完成制备过程。
实施例3
1.原料A选择为LiMn1.9Al0.05Mg0.05O3.98F0.02,平均粒径10μm,比表面积0.35m2/g,原料B为LiNi0.333Co0.329Mn0.333Ti0.002Mg0.002O2,平均粒径10μm,比表面积0.30m2/g,原料C位LiNi0.5Co0.196Mn0.3Al0.004O2,平均粒径10μm,比表面积0.35m2/g;
2.将50wt%的原料A和30wt%的原料B,20wt%的原料C放入带搅拌器的聚乙烯容器内,加入相当粉末重量3倍的去离子水,开动搅拌器,以500rpm的转速搅拌20min。
3.通过两台蠕动泵向上述装满物料和分散剂的聚乙烯容器容器内滴加液体包覆剂E和F,其中E为0.2mol/l浓度的氢氧化锂水溶液,F为0.2mol/l浓度的硝酸锌水溶液。控制硝酸锌水溶液的滴加量,使其滴加溶液中锌元素占容器内物料中过渡元素摩尔量的0.3%,氢氧化锂溶液的滴加量为能与滴加的硝酸锌完全反应为准。二者滴加速度为能在1h同时滴完为准。待滴加完毕后继续搅拌1h后取出过滤,并在120℃下烘干10h。
4.上述烘干好的物料放入莫来石匣钵内,置入空气气氛马弗炉内,以3℃/min的升温速度加热至600℃,保温6h,随炉冷却至室温后取出,过筛后该正极材料完成制备过程。
实施例4
1.原料A选择为LiMn1.9Al0.05Mg0.05O3.98F0.02,平均粒径10μm,比表面积0.35m2/g,原料B为LiNi0.333Co0.329Mn0.333Ti0.002Mg0.002O2,平均粒径10μm,比表面积0.30m2/g,原料C为LiNi0.5Co0.196Mn0.3Al0.004O2,平均粒径10μm,比表面积0.35m2/g;
2.将50wt%的原料A和30wt%的原料B,20wt%的原料C放入带搅拌器的聚乙烯容器内,加入相当粉末重量3倍的去离子水,开动搅拌器,以500rpm的转速搅拌20min。
3.通过两台蠕动泵向上述装满物料和分散剂的聚乙烯容器容器内滴加液体包覆剂E和F,其中E为0.2mol/l浓度的氟化锂水溶液,F为0.2mol/l浓度的硝酸铝水溶液。控制硝酸铝水溶液的滴加量,使其滴加溶液中铝元素占容器内物料中过渡元素摩尔量的0.3%,氟化锂溶液的滴加量为能与滴加的硝酸铝完全反应为准。二者滴加速度为能在1h同时滴完为准。待滴加完毕后继续搅拌1h后取出过滤,并在120℃下烘干10h。
4.上述烘干好的物料放入莫来石匣钵内,置入空气气氛马弗炉内,以3℃/min的升温速度加热至600℃,保温6h,随炉冷却至室温后取出,过筛后该正极材料完成制备过程。
对比例1
1.原料A选择为LiMn2O4,平均粒径10μm,比表面积0.35m2/g,原料B为LiNi0.333Co0.333Mn0.333O2,平均粒径10μm,比表面积0.30m2/g;
2.将50wt%的原料A和50wt%的原料B放入混合釜内,混合2h,制得用于制作锂离子电池的正极材料。对比例1的原料A未进行掺杂处理,且制备方法中并未采用包覆和热处理技术。
对比例2
1.原料A选择为LiMn1.9Al0.05Co0.05O3.98F0.02,平均粒径10μm,比表面积0.35m2/g,原料B为LiNi0.333Co0.329Mn0.333Mg0.004O2,平均粒径10μm,比表面积0.30m2/g;
2.将50wt%的原料A和50wt%的原料B放入混合釜内,混合2h,制得用于制作锂离子电池的正极材料。对比例2中并未采用包覆和热处理技术。
对比例3
1.原料A选择为LiMn1.9Al0.05Co0.05O3.98F0.02,平均粒径10μm,比表面积0.35m2/g,原料B为LiNi0.333Co0.329Mn0.333Mg0.004O2,平均粒径10μm,比表面积0.30m2/g;
2.将50wt%的原料A和50wt%的原料B放入混合釜内,混合2h。
3.将上述混合好的物料放入莫来石匣钵内,置入空气气氛马弗炉内,以3℃/min的升温速度加热至600℃,保温6h,随炉冷却至室温后取出,过筛后该正极材料完成制备过程。对比例3中并未采用包覆技术。
对比例4
1.原料A选择为LiMn1.9Al0.05Co0.05O3.98F0.02,平均粒径10μm,比表面积0.35m2/g,原料B为LiNi0.333Co0.329Mn0.333Mg0.004O2,平均粒径10μm,比表面积0.30m2/g;
2.将原料A放入带搅拌器的聚乙烯容器内,加入相当粉末重量3倍的去离子水,开动搅拌器,以500rpm的转速搅拌20min。
3.通过两台蠕动泵向上述装满物料和分散剂的聚乙烯容器容器内滴加液体包覆剂E和F,其中E为0.2mol/l浓度的氢氧化锂水溶液,F为0.2mol/l浓度的硝酸铝水溶液。控制硝酸铝水溶液的滴加量,使其滴加溶液中铝元素占容器内物料中过渡元素摩尔量的0.3%,氢氧化锂溶液的滴加量为能与滴加的硝酸铝完全反应为准。二者滴加速度为能在1h同时滴完为准。待滴加完毕后继续搅拌1h后取出过滤,并在120℃下烘干10h。
原料B处理方法与原料A完全相同。
上述烘干好的物料A和B分别放入莫来石匣钵内,置入空气气氛马弗炉内,以3℃/min的升温速度加热至600℃,保温6h,随炉冷却至室温后取出。
将上述热处理后的两种物料按1:1置于锥形混合釜内,混合2h,制得用于制作锂离子电池的正极材料。对比例4中并未采用共同包覆和热处理技术。
将实施例和对比例制得的正极材料分别按通用方法制成组装成锂离子电池,然后对其性能进行测试。表1列出了各个材料的克容量、正极片最大压实密度、500次循环容量保持率、倍率放电保持率等数据,由表1可知本发明所制得的正极材料在能量密度、功率密度、循环寿命方面相对单一材料和简单混合的正极材料有突出优势。
表1
综上所述,本发明所提供的一种用于锂离子电池的混合正极材料及其制备方法有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (18)

1.一种用于锂离子电池的正极的材料,其主要原料组分包括:
掺杂锂锰尖晶石复合氧化物    20-60wt%;
掺杂锂镍钴锰复合氧化物      40-80wt%;
所述掺杂锂锰尖晶石复合氧化物为LiMn2-yMyO4-zNz,其中M选自Mg、Ca、Zn、Al、Co、Cr、Fe、Ti中的一种或两种,0<y<0.2,N选自F、Cl、S中的一种或两种,0<z<0.1;所述掺杂锂镍钴锰复合氧化物选自一种或两种以上的LiNiaCo1-a-b-cMnbXcO2,其中X选自Mg、Ca、Zn、Al、Co、Cr、Fe、Ti中的一种或两种,其中0.3<a<0.9,0.05<b<4,0<c<0.1。
2.如权利要求1所述的一种用于锂离子电池的正极的材料,其特征在于,所述掺杂锂锰尖晶石复合氧化物为LiMn1.9Al0.05Co0.05O3.98F0.02,所述掺杂锂镍钴锰复合氧化物为LiNi0.333Co0.329Mn0.333Mg0.004O2
3.如权利要求1所述的一种用于锂离子电池的正极的材料,其特征在于,所述掺杂锂锰尖晶石复合氧化物为LiMn1.9Al0.05Mg0.05O3.98F0.02,所述掺杂锂镍钴锰复合氧化物为LiNi0.333Co0.329Mn0.333Ti0.002Mg0.002O2
4.如权利要求1所述的一种用于锂离子电池的正极的材料,其特征在于,所述掺杂锂锰尖晶石复合氧化物为LiMn1.9Al0.05Mg0.05O3.98F0.02,所述掺杂锂镍钴锰复合氧化物为LiNi0.333Co0.329Mn0.333Ti0.002Mg0.002O2和LiNi0.5Co0.196Mn0.3Al0.004O2的混合物。
5.如权利要求1所述的一种用于锂离子电池的正极的材料,其特征在于,当所述掺杂锂镍钴锰复合氧化物选自两种以上的LiNiaCo1-a-b-cMnbXcO2时,各种LiNiaCo1-a-b-cMnbXcO2在所述掺杂锂镍钴锰复合氧化物中的质量百分比含量相等。
6.如权利要求1-5任一所述的一种用于锂离子电池的正极的材料,其特征在于,所述掺杂锂锰尖晶石复合氧化物的粉末微观形貌为二次球形颗粒,平均粒径为8-15μm,比表面积为0.2-0.8m2/g,一次粒子直径1-5μm。
7.如权利要求1-5任一所述的一种用于锂离子电池的正极的材料,其特征在于,所述掺杂锂镍钴锰复合氧化物的粉末微观形貌为二次球形颗粒,平均粒径为8-15μm,比表面积为0.2-0.8m2/g,一次粒子直径1-5μm。
8.如权利要求1-7任意权利要求所述的一种用于锂离子电池的正极的材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)混合:将所述掺杂锂锰尖晶石复合氧化物和掺杂锂镍钴锰复合氧化物按比例置于容器中混合,再在容器中加入分散剂并搅拌均匀;
(2)包覆:在步骤1所得溶液中滴加包覆剂,滴加完毕后过滤,将滤饼烘干;
(3)热处理:将步骤2所得物料进行热处理,并将热处理所得物料过筛,即得所述用于锂离子电池的正极的材料。
9.如权利要求8所述的一种用于锂离子电池的正极的材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中的分散剂为去离子水。
10.如权利要求9所述的一种用于锂离子电池的正极的材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中所述去离子水的重量与所述原料的重量比为1-5:1,所述搅拌过程中搅拌机的转速为500-1500rpm,搅拌时间为5-20min。
11.如权利要求8所述的一种用于锂离子电池的正极的材料的制备方法,其特征在于,所述步骤2中包覆剂包括两种不同的包覆剂,第一种包覆剂选自氢氧化锂水溶液、碳酸铵水溶液、磷酸铵水溶液、氟化铵水溶液或去离子水中的一种,第二种包覆剂选自硝酸铝水溶液、硝酸镁水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸锆水溶液、硝酸钴水溶液或硝酸氧钛水溶液中的一种。
12.如权利要求11所述的一种用于锂离子电池的正极的材料的制备方法,其特征在于,所述氢氧化锂水溶液、碳酸铵水溶液、磷酸铵水溶液、氟化铵水溶液、硝酸铝水溶液、硝酸镁水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸锆水溶液、硝酸钴水溶液、硝酸氧钛水溶液的浓度为0.1-1mol/L。
13.如权利要求11所述的一种用于锂离子电池的正极的材料的制备方法,其特征在于,所述第二种包覆剂的滴加量的计算方法为:以所述第二种包覆剂中金属元素占所述原料中过渡金属元素Ni、Co和Mn总量的0.2-2at%为准。
14.如权利要求13所述的一种用于锂离子电池的正极的材料的制备方法,其特征在于,所述第一种包覆剂的滴加量的计算方法为:以与第二种包覆剂按理论反应式完全反应的量为准。
15.如权利要求11-14任意权利要求所述的一种用于锂离子电池的正极的材料的制备方法,其特征在于,所述包覆剂的滴加速度以在1-3h内滴完为准。
16.如权利要求8所述的一种用于锂离子电池的正极的材料的制备方法,其特征在于,所述步骤2中滤饼的具体烘干条件为在80-150℃下烘干5-12h。
17.如权利要求8所述的一种用于锂离子电池的正极的材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤2中,在所述滴加完毕之后、过滤之前还需搅拌1-3h。
18.如权利要求8所述的一种用于锂离子电池的正极的材料的制备方法,其特征在于,所述热处理过程为:将步骤2所得的物料置于空气气氛马弗炉内,以3-8℃/min的升温速度加热至400-700℃,保温2-8h,随炉冷却至室温后取出。
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