CN107845803A - 一种BiOF包覆的镍锰酸锂正极材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，以氧化镍、碳酸锰和碳酸锂为原料，并加入石墨粉，球磨后进行烧结，制得镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料；然后将Bi(NO3)3·5H2O溶于去离子水中，加入柠檬酸溶液和氟化铵晶体,用氨水调节pH为8‑9；将所得镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末与所制备的Bi(NO3)3的混合溶液进行混合，烘干后烧结，得到BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末。该BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料在循环100次后比容量保持保持率为88.9％，极大提高了镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的循环稳定性能。

Description

一种BiOF包覆的镍锰酸锂正极材料的制备方法
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法。
背景技术
随着电动汽车的发展,对于电极材料的要求越来越高,尤其是正极材料,镍锰酸锂正极材料具有较高的电压平台,因此作为动力电池材料具有广泛的应用前景。目前，镍锰酸锂材料在使用中存在电化学循环性能比较差的问题。为解决这一问题，目前的研究主要集中在金属离子掺入替代部分锰离子，不同元素掺杂后镍锰酸锂材料的电压会发发生变化。
镍锰酸锂的掺杂包括金属离子掺杂和非金属离子掺杂，金属离子的掺杂主要是采用与O-2键合能力较强的离子取代部分Ni2+,某些金属离子的掺入可以提高电池的工作电压，而掺入非金属离子主要是采用电负性大的离子取代部分O-2。
Mohamed Aklalouch等采用燃烧法合成了LiCr0.2Ni0.4Mn1.4O4正极材料粉末，将蔗糖与反应原料混合后燃烧得到初步产物，初步产物在不同温度下进行结晶化处理，制备颗粒尺寸大小不同的粉末材料。研究者重点研究了不同颗粒尺寸的材料在25，55℃下的电化学性能，研究表明，合成温度较低、颗粒尺寸小的粉末表现出较高的容量，但是颗粒尺寸小的粉末表现出较差的循环稳定性，750℃条件下处理的材料在55℃下循环不到40次比容量降到80mAh/g以下
发明内容
本发明旨在提供一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，以氧化镍、碳酸锰和碳酸锂为原料，并加入碳单质，制得纯相镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料，并对该正极材料进行BiOF包覆，所得BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料在循环100次后比容量保持率为88.9％，极大提高了镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的循环稳定性能。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取0.37g氧化镍、1.75g碳酸锰和0.82g碳酸锂，将三者放入球磨机中，然后加入0.67g石墨粉，将上述四种物料搅拌均匀，得到混合料一，再向混合料一中加入氧化锆球，然后以转速为300r/min球磨5h，得到均匀的混合料二；
(2)将球磨后的混合料二放入烘箱进行烧结，烧结后自然冷却至室温，得到镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料；
(3)将Bi(NO3)3·5H2O溶于去离子水中，加入质量分数为15％的柠檬酸溶液和氟化铵晶体,用氨水调节pH为8-9；
(4)将步骤(3)所得溶液与步骤(2)所得镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料混合均匀，放入烘箱中于90℃烘干，然后进行烧结，先升温至300℃保温1.5h，再升温至500℃下烧结3h，得到BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其中，步骤(1)氧化锆球与混合料一的质量比为12:1。
前述的一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其中，步骤(2)烧结的具体过程为：先升温至500℃保温1h,然后升温至900℃烧结3h。
前述的一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其中，步骤(3)所述柠檬酸、氟化铵晶体、Bi(NO3)3·5H2O的质量比为1:1.5:3。
前述的一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其中，步骤(4)所得BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末的首次放电比容量为135mAh/g,循环100次后，该BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末的比容量保持在120mAh/g。
本发明以氧化镍、碳酸锰和碳酸锂为原料，并加入碳单质，制得的纯相镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料在循环100次后，比容量保持率为61.5％，对该镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料进行BiOF包覆后，在循环100次后，该BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末的比容量保持率为88.9％，极大提高了材料的循环稳定性能。
附图说明
无
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
(1)称取0.37g氧化镍、1.75g碳酸锰和0.82g碳酸锂，将三者放入球磨机中，然后加入0.67g石墨粉，将上述四种物料搅拌均匀，得到混合料一，再向混合料一中加入氧化锆球，其中，氧化锆球与混合料一的质量比为12:1，以转速为300r/min球磨5h，得到均匀的混合料二；
(2)将球磨后的混合料二放入烘箱进行烧结，先升温至500℃保温1h,然后升温至900℃烧结3h,烧结后自然冷却至室温，得到镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料；
(3)将Bi(NO3)3·5H2O溶于去离子水中，加入质量分数为15％的柠檬酸溶液和氟化铵晶体(NH4F),用氨水调节pH为8-9，其中，柠檬酸、氟化铵晶体、Bi(NO3)3·5H2O的质量比为1:1.5:3；
(4)将步骤(3)所得溶液与步骤(2)所得镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料混合均匀，放入烘箱中于90℃烘干，然后进行烧结，先升温至300℃保温1.5h，再升温至500℃下烧结3h，得到BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末。
经测试，所得纯相镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料首次放电比容量为130mAh/g,循环100次后，比容量为80mAh/g。BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末的首次放电比容量为135mAh/g,循环100次后，该BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末的比容量保持在120mAh/g。说明对镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料进行BiOF包覆后，提高了材料的循环稳定性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)称取0.37g氧化镍、1.75g碳酸锰和0.82g碳酸锂，将三者放入球磨机中，然后加入0.67g石墨粉，将上述四种物料搅拌均匀，得到混合料一，再向混合料一中加入氧化锆球，然后以转速为300r/min球磨5h，得到均匀的混合料二；
(2)将球磨后的混合料二放入烘箱进行烧结，烧结后自然冷却至室温，得到镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料；
(3)将Bi(NO3)3·5H2O溶于去离子水中，加入质量分数为15％的柠檬酸溶液和氟化铵晶体,用氨水调节pH为8-9；
(4)将步骤(3)所得溶液与步骤(2)所得镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料混合均匀，放入烘箱中于90℃烘干，然后进行烧结，先升温至300℃保温1.5h，再升温至500℃下烧结3h，得到BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末。
2.如权利要求1所述的BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其特征在于步骤(1)氧化锆球与混合料一的质量比为12:1。
3.如权利要求1所述的BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其特征在于步骤(2)烧结的具体过程为：先升温至500℃保温1h,然后升温至900℃烧结3h。
4.如权利要求1所述的BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其特征在于步骤(3)所述柠檬酸、氟化铵晶体、Bi(NO3)3·5H2O的质量比为1:1.5:3。
5.如权利要求1所述的BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的制备方法，其特征在于步骤(4)所得BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末的首次放电比容量为135mAh/g,循环100次后，该BiOF包覆的镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4正极材料粉末的比容量保持在120mAh/g。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109599537A (zh) * 2018-10-23 2019-04-09 欣旺达电子股份有限公司 锂离子电池复合正极材料及其制备方法
CN113725406A (zh) * 2020-05-26 2021-11-30 比亚迪股份有限公司 一种正极复合材料及其制备方法和全固态锂电池
CN115124092A (zh) * 2022-08-30 2022-09-30 浙江帕瓦新能源股份有限公司 具备卤氧化铋晶核的前驱体材料及其制备方法、正极材料

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104868117A (zh) * 2015-05-11 2015-08-26 合肥国轩高科动力能源股份公司 一种锂离子电池锰酸锂正极材料的改性制备方法
CN104900865A (zh) * 2015-04-10 2015-09-09 合肥国轩高科动力能源股份公司 一种高实用性镍锰酸锂及其制备方法
CN107253739A (zh) * 2017-06-20 2017-10-17 兰州理工大学 微米级截角八面体结构正极材料镍锰酸锂的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104900865A (zh) * 2015-04-10 2015-09-09 合肥国轩高科动力能源股份公司 一种高实用性镍锰酸锂及其制备方法
CN104868117A (zh) * 2015-05-11 2015-08-26 合肥国轩高科动力能源股份公司 一种锂离子电池锰酸锂正极材料的改性制备方法
CN107253739A (zh) * 2017-06-20 2017-10-17 兰州理工大学 微米级截角八面体结构正极材料镍锰酸锂的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAN-BYEOL KANG等: ""Improved electrochemical properties of BiOF-coated 5 V spinel Li[Ni0.5Mn1.5]O4 for rechargeable lithium batteries"", 《JOURNAL OF POWER SOURCES》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109599537A (zh) * 2018-10-23 2019-04-09 欣旺达电子股份有限公司 锂离子电池复合正极材料及其制备方法
CN113725406A (zh) * 2020-05-26 2021-11-30 比亚迪股份有限公司 一种正极复合材料及其制备方法和全固态锂电池
CN113725406B (zh) * 2020-05-26 2023-06-13 比亚迪股份有限公司 一种正极复合材料及其制备方法和全固态锂电池
CN115124092A (zh) * 2022-08-30 2022-09-30 浙江帕瓦新能源股份有限公司 具备卤氧化铋晶核的前驱体材料及其制备方法、正极材料

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