CN104733723A - LiCoO2包覆改性三元正极材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法。该方法包括以下步骤：1）将三元前驱体研磨至粒径500nm级；2）将前驱体预烧；3）将前驱体与LiOH混合，烧结，制备523三元正极材料；4）将523三元正极材料与La（NO3）3及Mg(OH)2混合,烧结，得到掺杂的正极材料；5）将上一步骤得到的材料与Co3O4、Li2CO3混合烧结，获得LiCoO2包覆的三元正极材料。本发明提高了三元材料的放电性能，其在高电压4.6V条件下的循环性能明显高于普通三元正极材料。

Description

LiCoO2包覆改性三元正极材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法，具体是一种LiCoO2包覆改性三元正极材料的制备方法。
背景技术
523三元正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2作为锂离子电池正极材料，具有价格低、放电比容量高、循环稳定等特点。但现有523三元正极材料存在着高电压4.6V条件下的循环性能不佳的缺陷，有待进一步改善。影响循环性能的主要原因是正极材料的含Ni量较高，在电池循环过程中材料与电解液发生氧化还原反应，使正极材料的表面不稳定；另外4.6V条件下，正极材料的脱锂量＞0.5，材料的内部结构不稳定，影响了正极材料的放电。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够对常规523三元正极材料进行包覆改性，提高正极材料高电压4.6V条件下的循环性能的LiCoO2包覆改性三元正极材料的制备方法。
本发明LiCoO2包覆改性三元正极材料的制备方法包括以下步骤：
1)将三元前驱体Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2用超细研磨机研磨至粒径500nm级；
2)将磨细前驱体预烧，烧结温度200-400℃，稳定前驱体的结构；
3)将上一步获得的前驱体与LiOH混合，在900℃下烧结，制备523三元正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，控制LiOH的摩尔比过量1％～3％，弥补烧结过程中的Li挥发。
4)将烧结得到的523三元正极材料与1000～4000ppm的La(NO3)3及 1000～5000ppm块体结构稳定剂Mg(OH)2混合,混合均匀后，在950℃下烧结，得到掺杂的正极材料。
5)将上一步骤得到的材料与Co3O4、Li2CO3混合在700～1000℃下烧结，获得LiCoO2包覆的三元正极材料；所述Co3O4与Li2CO3的摩尔比为2:3，Co3O4和Li2CO3的总量是523三元正极材料质量的10～30％。
本发明针对大颗粒三元正极材料与电解液的接触不充分的缺陷，采用纳米级正极材料，通过掺杂稳定正极材料的结构，同时由于LiCoO2的放电效率比三元材料高，通过包覆LiCoO2进一步提高了三元材料的放电性能，其在高电压4.6V条件下的循环性能明显高于普通三元正极材料。
具体实施方式
本发明制备LiCoO2包覆改性三元正极材料的实施例步骤如下L
1、将3μm三元前驱体Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2500g与水按1：3混合，用超细研磨机研磨30～60min，得到纳米级三元前驱体，粒径在500nm左右。
2、将磨细前驱体预烧，烧结温度300℃，稳定前驱体的结构。
3、前驱体与LiOH混合在900℃下烧结，控制LiOH过量2％，弥补烧结过程中的Li挥发。
4、将烧结得到的523三元正极材料与3000ppm的La(NO3)3及4000ppm块体结构稳定剂Mg(OH)2混合,混合均匀后，在950℃下烧结，得到掺杂的正极材料。
5、将得到的产品与Co3O4、Li2CO3混合在950℃下烧结，获得LiCoO2包覆的三元正极材料。其中Co3O4与Li2CO3的摩尔比为2:3，Co3O4和Li2CO3的总量是523三元正极材料质量的20％。
对本发明实施例获得的正极材料进行4.6V高电压循环测试，容量保持率均达 到90％以上。

Claims (2)

1.一种LiCoO2包覆改性三元正极材料的制备方法，其特征是：包括以下步骤，
1)将三元前驱体Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2用超细研磨机研磨至粒径500nm级；
2)将磨细前驱体预烧，烧结温度200-400℃，稳定前驱体的结构；
3)将上一步获得的前驱体与LiOH混合，在900℃下烧结，制备523三元正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，控制LiOH的摩尔比过量1％～3％；
4)将烧结得到的523三元正极材料与1000～4000ppm的La(NO3)3及1000～5000ppm块体结构稳定剂Mg(OH)2混合,混合均匀后，在950℃下烧结，得到掺杂的正极材料；
5)将上一步骤得到的材料与Co3O4、Li2CO3混合在700～1000℃下烧结，获得LiCoO2包覆的三元正极材料；所述Co3O4与Li2CO3的摩尔比为2:3，Co3O4和Li2CO3的总量是523三元正极材料质量的10～30％。
2.根据权利要求1所述的LiCoO2包覆改性三元正极材料的制备方法，其特征是：所述步骤5)中烧结温度为950℃，Co3O4和Li2CO3的总量是523三元正极材料质量的20％。
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