CN109713277A - 锂离子电池正极材料及制备方法、锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂离子电池正极材料及制备方法、锂离子电池。制备锂离子电池正极材料的方法包括：(1)制备前驱体，所述前驱体是通过以下步骤获得的：将有机酸以及锂盐混合并研磨，获得锂的络合物，在所述锂的络合物中加入过渡金属酸盐，研磨得到混合物，将所述混合物进行真空干燥，以获得所述前驱体；(2)在空气气氛中对所述前驱体进行预烧处理，冷却并研磨；(3)将研磨后的所述前驱体制成坯体；(4)对所述坯体进行煅烧处理以及回火处理，冷却并研磨，以获得所述锂离子电池正极材料。本发明所述的方法通过增加制坯工艺，有效的控制了材料颗粒的微观结构、振实密度以及相互团聚的方式，使得最终获得的锂离子电池正极材料具有优异的性能。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子电池正极材料及制备方法、锂离子电池。
背景技术
锂离子电池的充放电过程，依靠锂离子在正极和负极之间往返嵌入和脱嵌来实现，具体的，在充电过程中，锂离子从正极脱嵌，经电解液嵌入负极，在放电过程中，锂离子从负极脱嵌，经电解液嵌入正极。对于正极材料和负极材料而言，层状结构有利于锂离子在正负极材料间可逆地嵌入或脱嵌，因此开发出性能优异、成本低廉、容量更大且更加环保的新型层状结构正极材料，并进一步开发出高能量密度、长循环、更价廉、高安全、高环保的锂离子电池成为一个重要的研究方向。
近年来，在对传统层状正极材料LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2掺杂的基础上，衍生出多种新型复合层状结构正极材料，例如LiNi1-xCoxO2、LiMn1-xCoxO2、LiNi1-xMnxO2和LiNixCo1-x- yMnyO2。与LiCoO2等传统正极材料相比，上述新型复合正极材料成本更加低廉，热稳定性更好，容量更高，具有可观的发展前景。其中，三元LiNixCo1-x-yMnyO2因为具有更为优异的电化学性能而受到广泛的研究，具有广阔的市场前景。
本领域技术人员能够理解的是，制备方法直接影响正极材料的微观结构和宏观性能，利用不同的制备方法合成的化合物，在结构、粒子的形貌、颜色、比表面积和电化学性质等方面会有很大的差别。目前锂离子电池层状复合正极材料的合成方法主要有：高温固相法、低热固相法、水热法、溶胶凝胶法、共沉淀法以及喷雾干燥法等，不同的合成方法因各自流程的不同，所合成的材料性能不同，优缺点也各有不同。
具体的，传统的高温固相法工艺简单，利于工业化生产，但它存在反应物难以混合均匀、能耗巨大、产物粒径较大且粒径范围宽的缺点。对于低热固相法，由于整个反应不需要水或其他溶剂作介质，反应工艺简单，并且无废水和废渣产生，因此，低热固相法比水热法、溶胶凝胶法和共沉淀法等更加简单、更有利于环保。然而发明人发现，利用目前的低热固相法制备层状复合正极材料仍存在温度高、能耗大的缺点，且整个制备过程耗时较长，所制备的正极材料的各方面性能也有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种制备锂离子电池正极材料的方法，该方法通过增加制坯工艺，有效的控制了材料颗粒的微观结构、振实密度以及相互团聚的方式，使得最终获得的锂离子电池正极材料具有优异的性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种制备锂离子电池正极材料的方法，所述方法包括：(1)制备前驱体，所述前驱体是通过以下步骤获得的：将有机酸以及锂盐混合并研磨，获得锂的络合物，在所述锂的络合物中加入过渡金属酸盐，研磨得到混合物，将所述混合物进行真空干燥，以获得所述前驱体；(2)在空气气氛中对所述前驱体进行预烧处理，冷却并研磨；(3)将研磨后的所述前驱体制成坯体；(4)对所述坯体进行煅烧处理以及回火处理，冷却并研磨，以获得所述锂离子电池正极材料。
进一步地，将所述前驱体制成坯体的压力为8-13MPa。
进一步地，所述有机酸与所述锂盐的摩尔比为1:1-1:1.5。
进一步地，所述真空干燥的温度为80-120℃，时间为5-3h。
进一步地，所述预烧处理的温度为150-250℃，时间为3-2h。
进一步地，所述煅烧处理的温度为350-450℃，时间为6-4h。
进一步地，所述回火处理的温度为250-350℃，时间为3-1h。
进一步地，在步骤(1)得到所述混合物之后，对所述混合物进行所述真空干燥之前，所述方法进一步包括：在所述混合物中加入包覆碳源和改性金属添加剂的至少之一，所述改性金属添加剂含有Al或Mg元素。
相对于现有技术，本发明所述的制备锂离子电池正极材料的方法具有以下优势：
本发明所述的方法通过增加制坯工艺，有效的控制了材料颗粒的微观结构、振实密度以及相互团聚的方式，使得最终获得的锂离子电池正极材料具有良好的晶体结构以及表面形貌，提高了正极材料的放电比容量，延长了正极材料的循环寿命，同时还可以有效降低合成过程中所需的温度，缩短合成时间，具有工艺简单、能耗低、生产效率高等优点。
本发明的另一目的在于提出一种锂离子电池正极材料，该锂离子电池正极材料是通过前面描述的方法制备的，由此，该锂离子电池正极材料具有前面描述的方法制备的正极材料的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该锂离子电池正极材料具有优异的电化学性能。
本发明的另一目的在于提出一种锂离子电池，该锂离子电池包括正极片，所述正极片包括前面描述的锂离子电池正极材料，由此，该锂离子电池具有前面描述的锂离子电池正极材料的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该锂离子电池具有优异的电化学性能。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的制备锂离子电池正极材料方法的流程示意图；
图2为本发明实施例所述的制备锂离子电池正极材料方法的部分流程示意图；
图3为实施例1所制备的正极材料的XRD图谱；
图4为实施例1所制备的正极材料的电镜照片；
图5为实施例1和对比例1所制备的正极材料的首次放电测试曲线；以及
图6为实施例1和对比例1所制备的正极材料的循环性能测试曲线。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备锂离子电池正极材料的方法。如前所述，目前通常利用低热固相法制备锂镍钴锰氧化物材料(LiNixCo1-x-yMnyO2)，然而发明人发现，目前的低热固相法仍存在温度高、能耗大、耗时长等缺点，且制备的锂镍钴锰氧化物材料的性能也有待提高。
根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：
S100：制备前驱体
根据本发明的实施例，在该步骤中，制备前驱体。根据本发明的实施例，参考图2，前驱体可以是通过以下步骤获得的：
S10：将有机酸与锂盐混合并研磨，获得锂的络合物
根据本发明的实施例，在该步骤中，将有机酸与锂盐混合并研磨，获得锂的络合物。关于有机酸的种类以及锂盐的种类不受特别限制，只要可以用于制备锂离子电池的正极材料即可，本领域技术人员可以根据具体情况进行选择。例如，根据本发明的实施例，有机酸可以包括草酸、柠檬酸、酒石酸以及醋酸的至少之一，锂盐可以包括氢氧化锂以及碳酸锂的至少之一。根据本发明的实施例，有机酸与锂盐的摩尔比可以为1:1-1:1.5。由此，可以保证锂的含量充足，保证最终获得的正极材料的使用性能。具体的，有机酸与锂盐的摩尔比可以为1:1.2。
S20：在锂的络合物中加入过渡金属酸盐，研磨得到混合物
根据本发明的实施例，在该步骤中，在锂的络合物中加入过渡金属酸盐，研磨得到混合物。根据本发明的实施例，过渡金属酸盐可以包括有机酸镍盐、有机酸钴盐以及有机酸锰盐的至少之一。由此，可以获得性能优异的正极材料。具体的，过渡金属酸盐可以为有机酸镍盐、有机酸钴盐以及有机酸锰盐。关于有机酸镍盐、有机酸钴盐以及有机酸锰盐加入的量，可以根据最终需要获得的具体的正极材料而定，例如，根据本发明的实施例，在锂的络合物中同时加入有机酸镍盐、有机酸钴盐以及有机酸锰盐，最终可以获得LiNixCo1-x-yMnyO2(0≤x<1，0≤y<1)正极材料，可以根据上述材料中镍元素、钴元素、锰元素与锂元素之间的摩尔比，确定需要添加的有机酸镍盐、有机酸钴盐以及有机酸锰盐的量。根据本发明的实施例，过渡金属酸盐中的有机酸可以包括草酸、柠檬酸、酒石酸以及醋酸的至少之一。
S30：将混合物进行真空干燥，以获得前驱体
根据本发明的实施例，在该步骤中，将混合物进行真空干燥，以获得前驱体。根据本发明的实施例，对混合物进行真空干燥的温度可以为80-120℃，时间可以为5-3h，也即是说，利用该方法对混合物真空干燥3h即可达到要求，且真空干燥的温度较低。相较于目前低热固相法中真空干燥温度150℃，干燥时间24h的方法，根据本发明实施例的方法可以有效降低真空干燥的温度以及缩短真空干燥的时间。具体的，由于后续步骤对前驱体进行了制坯处理，制坯处理可以有效控制材料颗粒的微观结构、排列规整度以及振实密度，从而可以降低制坯处理之前制备前驱体时所需要的干燥温度以及时间，从而可以减小损耗，提高生产效率。根据本发明的具体实施例，对混合物进行真空干燥的温度可以为100℃，时间可以为3h，并配合后续的预烧处理、制坯处理、煅烧处理以及回火处理，可以获得电化学性能优异的正极材料。
根据本发明的实施例，为了进一步提高该正极材料的性能，还可以对该正极材料进行改性处理，具体的，在获得混合物之后，在混合物中加入包覆碳源和改性金属添加剂的至少之一，改性金属添加剂含有Al或Mg元素，由此，可以得到正极材料的包覆改性材料，提高正极材料的性能，随后再对加入包覆碳源和/或改性金属添加剂的混合物进行真空干燥，以获得改性前驱体。根据本发明的实施例，碳源还可以为有机碳源，还可以为无机碳源，具体的，有机碳源可以为葡萄糖，改性金属添加剂可以为Al或Mg的有机盐或者氧化物。根据本发明的实施例，加入的包覆碳源或改性金属添加剂的质量占有机酸、锂盐、有机酸镍盐、有机酸钴盐、有机酸锰盐总质量的百分比可以分别独立地为1-5％。由此，可以提高正极材料的性能。
S200：在空气气氛中对前驱体进行预烧处理，冷却并研磨
根据本发明的实施例，在该步骤中，在空气气氛中对前驱体进行预烧处理，冷却并研磨。根据本发明的实施例，在空气气氛中对前驱体进行预烧处理的温度可以为150-250℃，时间可以为3-2h，也即是说，利用该方法对前驱体预烧处理2h即可达到要求，且预烧处理的温度较低。相较于目前低热固相法中预烧处理温度400℃，预烧处理4h的方法，根据本发明实施例的方法可以有效降低预烧处理的温度以及缩短预烧处理的时间。具体的，由于后续步骤对前驱体进行了制坯处理，制坯处理可以有效控制材料颗粒的微观结构、排列规整度以及振实密度，从而可以降低制坯处理之前对前驱体进行预烧处理时所需要的温度以及时间，从而可以减小损耗，提高生产效率。根据本发明的具体实施例，对前驱体进行预烧处理的温度可以为200℃，时间可以为2h，并配合后续的制坯处理、煅烧处理以及回火处理，可以获得电化学性能优异的正极材料。
根据本发明的实施例，对前驱体进行预烧处理后，可以随炉冷却并研磨，以便于后续步骤对研磨后的前驱体进行制坯处理。
S300：将研磨后的前驱体制成坯体
根据本发明的实施例，在该步骤中，将研磨后的前驱体制成坯体。由此，可以利用制坯处理改善中间产物混合的均匀性，同时可以有效保证材料完整的晶体结构和良好的表面形貌，使得最终获得的正极材料具有优异的电化学性能。根据本发明的实施例，将研磨后的前驱体制成坯体的压力可以为8-13MPa。由此，可以获得晶体结构良好以及表面形貌良好的坯体，从而经过后续的煅烧处理以及回火处理，可以获得电化学性能优异的正极材料，并且可以有效降低后续煅烧处理以及回火处理的温度以及时间。具体的，将研磨后的前驱体制成坯体的压力可以为10MPa。
关于坯体的形状不受特别限制，本领域技术人员可以根据具体情况进行设计。例如，根据本发明的实施例，坯体的形状可以为圆形。根据本发明的实施例，制坯处理可以在不锈钢夹具中进行，坯体的厚度可以为3-8mm。由此，可以保证获得晶格结构良好以及表面形貌良好的坯体。具体的，坯体的厚度可以为5mm。
S400：对坯体进行煅烧处理以及回火处理，冷却并研磨，以获得锂离子电池正极材料
根据本发明的实施例，在该步骤中，对坯体进行煅烧处理以及回火处理，冷却并研磨，以获得锂离子电池正极材料。根据本发明的实施例，对坯体进行煅烧处理的温度可以为350-450℃，时间可以为6-4h，也即是说，利用该方法对坯体煅烧处理4h即可达到要求，且煅烧处理的温度较低。相较于目前低热固相法中煅烧处理温度700℃，煅烧处理15h的方法，根据本发明实施例的方法可以有效降低煅烧处理的温度以及缩短煅烧处理的时间。具体的，由于前面对前驱体进行了制坯处理，制坯处理可以有效控制材料颗粒的微观结构、排列规整度以及振实密度，从而可以降低制坯处理之后对坯体进行煅烧处理时所需要的温度以及时间，从而可以减小损耗，提高生产效率。根据本发明的具体实施例，对坯体进行煅烧处理的温度可以为400℃，时间可以为4h，并配合回火处理，可以获得电化学性能优异的正极材料。
根据本发明的实施例，对坯体进行煅烧处理之后，进行回火处理，回火处理的温度可以250-350℃，时间可以为3-1h，也即是说，利用该方法对坯体回火处理1h即可达到要求，且回火处理的温度较低。相较于目前低热固相法中回火处理温度600℃，回火处理6h的方法，根据本发明实施例的方法可以有效降低回火处理的温度以及缩短回火处理的时间。具体的，由于前面对前驱体进行了制坯处理，制坯处理可以有效控制材料颗粒的微观结构、排列规整度以及振实密度，从而可以降低制坯处理之后对坯体进行回火处理时所需要的温度以及时间，从而可以减小损耗，提高生产效率。根据本发明的具体实施例，对坯体进行回火处理的温度可以为300℃，时间可以为1h，随炉冷却后进行研磨，以获得电化学性能优异的正极材料。
综上，根据本发明实施例的方法通过对传统的低热固相法进行改进，在预烧处理之后煅烧处理之前增加了制坯工艺，可以有效降低制备过程中真空干燥、预烧处理、煅烧处理以及回火处理所需的温度以及时间，改善了目前高温固相法以及低热固相法所存在的温度高、耗时长、能耗高的问题，以及液相合成过程中工艺复杂、多元组分不容易按计量比沉积的问题，且由该方法获得的锂离子电池正极材料，相对于传统方法获得的锂离子电池正极材料，具有更加优异的性能，例如，利用该方法获得的正极材料的放电比容量以及循环性能均提高，可以满足各应用场景对材料的需求。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种锂离子电池正极材料。根据本发明的实施例，该锂离子电池正极材料是通过前面描述的方法制备的，由此，该锂离子电池正极材料具有前面描述的方法制备的正极材料的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该锂离子电池正极材料具有优异的电化学性能，如，具有较高的放电比容量以及较长的循环寿命。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种锂离子电池。根据本发明的实施例，该锂离子电池包括正极片，正极片包括前面描述的锂离子电池正极材料，由此，该锂离子电池具有前面描述的锂离子电池正极材料的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该锂离子电池具有优异的电化学性能。
下面通过具体的实施例对本发明的方案进行说明，需要说明的是，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
(1)按1:1.2的摩尔比分别称取19.005g草酸和7.9506g氢氧化锂，将草酸与氢氧化锂混合并研磨，获得锂的络合物。
(2)按1:1:1的摩尔比分别称取12.501g醋酸钴、12.696g醋酸镍以及12.378g醋酸锰，其中，醋酸钴中钴元素与氢氧化锂中锂元素的摩尔比为1:3，醋酸镍中镍元素与氢氧化锂中锂元素的摩尔比为1:3，醋酸锰中锰元素与氢氧化锂中锂元素的摩尔比为1:3，将醋酸钴、醋酸镍以及醋酸锰混合均匀并加入步骤(1)中获得的锂的络合物中，研磨得到粉色混合物。
(3)将步骤(2)中获得的粉色混合物取出，在100℃下真空干燥3h，获得前驱体。
(4)将步骤(3)获得的前驱体放入坩埚炉中，以5℃/min从室温升温至200℃预烧2h，随炉冷却后进行研磨。
(5)将研磨后的前驱体在10MPa压力下制成坯体，坯体为圆形，坯体厚度为5mm。
(6)将坯体在400℃下煅烧4h，并在300℃下回火1h，随炉冷却、研磨并过筛后获得LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2正极材料。
对实施例1获得的正极材料进行XRD检测，获得的XRD图谱如图3所示，该正极材料属于六方晶系，R-3m空间群，具有α-NaFeO2层状结构，图谱中尖锐的衍射峰显示出该正极材料具有较高的晶化程度，并且108晶面和110晶面的衍射峰明显分离，表明该正极材料的规整度较高且材料中阳离子混排度低，即该正极材料具有良好的微观结构。
对实施例1获得的正极材料进行SEM检测，获得的电镜照片如图4所示，图中显示该正极材料的颗粒粒径均匀，表面光滑，颗粒之间紧密的排列在一起，且团聚方式由简单堆积变为相互连接，使得颗粒之间的结合更加紧密，并形成微孔洞结构，有利于锂离子的嵌入和脱嵌，有利于提升材料的振实密度以及电化学性能。
利用实施例1获得的正极材料制成正极，并与负极组合成电池，测试该电池的电化学性能。具体的，将实施例1获得的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2与导电剂乙炔黑、粘结剂聚四氟乙烯，以80:12:8的质量比混合，用无水乙醇作为分散剂超声波震荡使上述物质混合均匀，然后调成浆料，将该浆料涂布在铝箔的正反面上，并辊压成膜，随后在120℃下真空干燥12h制得正极片。利用上述正极片与金属锂负极片，Celgard 2300隔膜，以及由1mol/L的LiPF6与碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)(体积比为1:1)的混合液构成的电解液，在氩气气氛中组装成2032型扣式实验电池。在电池测试系统上，以0.2C倍率对所装配的电池进行恒流充放电测试，电压范围为2.5～4.3V，即该电池具有较高的容量。
实施例2
本实施例的制备步骤同实施例1，所不同的是，所用的过渡金属酸盐分别为酒石酸钴盐、酒石酸镍盐以及酒石酸锰盐。
实施例3
本实施例的制备步骤同实施例1，所不同的是，步骤(3)中真空干燥的温度为150℃，时间为24h。
实施例4
本实施例的制备步骤同实施例1，所不同的是，步骤(4)中预烧的温度为400℃，时间为4h，步骤(6)中煅烧的温度为700℃，时间为15h。
实施例5
本实施例的制备步骤同实施例1，所不同的是，步骤(6)中煅烧的温度为700℃，时间为15h。
实施例6
本实施例的制备步骤同实施例1，所不同的是，步骤(6)中回火的温度为600℃，时间为6h。
对比例1
本对比例的制备步骤同实施例1，所不同的是，无步骤(5)的制坯工艺。
对实施例1和对比例1获得的正极材料，分别进行首次放电测试，如图5所示，与对比例1获得的正极材料相比，实施例1获得的正极材料具有更高的首次放电比容量和放电平台。
对实施例1和对比例1获得的正极材料，分别进行循环性能测试，如图6所示，与对比例1获得的正极材料相比，实施例1获得的正极材料的比容量随循环次数的增加变得更加稳定，且容量损失率更低。
由此，通过实施例1与对比例1的比较可知，经过制坯处理获得的正极材料具有更好的电化学性能，具体的，制坯处理可以提高材料的振实密度，使材料的结构更加稳定，表面形貌更加完美，因而材料的电化学性能更加优异。
对比例2
本对比例使用的方法为传统低热固相法，具体的，本对比例所用的原材料及其用量均与实施例1相同，所不同的是，步骤(3)中的真空干燥温度为150℃，时间为24h，步骤(4)中的预烧温度为400℃，时间为4h，步骤(6)中的煅烧温度为700℃，时间为15h，回火温度为600℃，时间为6h，且无步骤(5)的制坯工艺。
对比例3
本对比例使用的方法为传统高温固相法，具体的，本对比例所用的原材料及其用量均与实施例1相同，所不同的是，步骤(3)中的真空干燥温度为200℃，时间为24h，步骤(4)中的预烧温度为400℃，时间为6h，步骤(6)中的煅烧温度为950℃，时间为15h，回火温度为700℃，时间为8h，且无步骤(5)的制坯工艺。
对比例4
本对比例使用的方法为传统液相溶胶凝胶法，具体的，为弥补烧结过程中锂的挥发损失，原材料称取时使锂盐的物质的量相对于实施例2中的锂盐过量2％，酒石酸钴盐、酒石酸镍盐以及酒石酸锰盐的用量同实施例2，称取好原材料之后，在混合的原材料中加入少量的蒸馏水，充分搅拌形成混合溶液。随后将该混合溶液慢慢加入饱和的酒石酸溶液中并不断搅拌，溶液中锂离子和过渡金属离子总的物质的量与酒石酸物质的量之比为n(锂离子+过渡金属离子)：n(酒石酸)＝1:2，溶液呈乳浊状，继续搅拌1h，在饱和酒石酸的络合下于80℃的水浴下浓缩得到深蓝色凝胶，将凝胶在120℃下真空干燥5h得到前驱体，最后在箱式电阻炉中以900℃烧结20h，以600℃回火处理6h，随炉冷却，研磨并过筛后获得LiCo1/3Ni1/ 3Mn1/3O2正极材料。
实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6以及对比例1、对比例2、对比例3、对比例4的工艺条件如表1所示，对上述实施例以及对比例获得的正极材料分别进行XRD检测、SEM检测以及电性能测试，结果如表2所示。
表1
| 原料 | 真空干燥 | 预烧 | 煅烧 | 回火 | 是否增加制坯工艺 | |
| 实施例1 | 醋酸盐 | 100℃3h | 200℃2h | 400℃4h | 300℃1h | 是 |
| 实施例2 | 酒石酸盐 | 100℃3h | 200℃2h | 400℃4h | 300℃1h | 是 |
| 实施例3 | 醋酸盐 | 150℃24h | 200℃2h | 400℃4h | 300℃1h | 是 |
| 实施例4 | 醋酸盐 | 100℃3h | 400℃4h | 700℃15h | 300℃1h | 是 |
| 实施例5 | 醋酸盐 | 100℃3h | 200℃2h | 700℃15h | 300℃1h | 是 |
| 实施例6 | 醋酸盐 | 100℃3h | 200℃2h | 400℃4h | 600℃6h | 是 |
| 对比例1 | 醋酸盐 | 100℃3h | 200℃2h | 400℃4h | 300℃1h | 否 |
| 对比例2 | 醋酸盐 | 150℃24h | 400℃4h | 700℃15h | 600℃6h | 否 |
| 对比例3 | 醋酸盐 | 200℃24h | 400℃6h | 950℃15h | 700℃8h | 否 |
| 对比例4 | 酒石酸盐 | 120℃5h | ----------- | 900℃20h | 600℃6h | 否 |
表2
由表2可知，利用根据本发明实施例的方法制备的正极材料，具有良好的晶体结构以及良好的表面形貌，放电比容量和循环寿命等电化学性能，也均比传统方法制备的正极材料更加优异，同时有效降低了制备过程中真空干燥、预烧处理、煅烧处理以及回火处理所需的温度以及时间，该方法具有工艺简单，能耗小，生产效率高的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制备锂离子电池正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)制备前驱体，所述前驱体是通过以下步骤获得的：将有机酸以及锂盐混合并研磨，获得锂的络合物，在所述锂的络合物中加入过渡金属酸盐，研磨得到混合物，将所述混合物进行真空干燥，以获得所述前驱体；
(2)在空气气氛中对所述前驱体进行预烧处理，冷却并研磨；
(3)将研磨后的所述前驱体制成坯体；
(4)对所述坯体进行煅烧处理以及回火处理，冷却并研磨，以获得所述锂离子电池正极材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述前驱体制成坯体的压力为8-13MPa。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机酸与所述锂盐的摩尔比为1:1-1:1.5。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空干燥的温度为80-120℃，时间为5-3h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预烧处理的温度为150-250℃，时间为3-2h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅烧处理的温度为350-450℃，时间为6-4h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回火处理的温度为250-350℃，时间为3-1h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)得到所述混合物之后，对所述混合物进行所述真空干燥之前，所述方法进一步包括：
在所述混合物中加入包覆碳源和改性金属添加剂的至少之一，所述改性金属添加剂含有Al或Mg元素。
9.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，是由1-8任一项所述的方法制备的。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片，所述正极片包括权利要求9所述的锂离子电池正极材料。
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