CN1166699A - 一种高性价比锂离子电池正极材料LiNiO2的制备方法 - Google Patents

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胡晓宏
李升宪
杨汉西
艾新平
范玉璋
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Abstract

本发明公开了一种高性价比锂离子电池正极材料LiNiO2的制备方法。它是以氢氧化亚镍、碳酸镍、三氧化二镍、草酸镍、氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂任一种镍、锂原材料，通过球磨混合均匀后，压制成块，置于高温烧结炉中，在氧气氛中，在600～750℃下烧结后，经球磨粉碎，过筛而制成正极活性材料。它的电性能达到比容量135mAh/g，工作电位4.10～3.5伏，与昂贵的LiCoO2材料相当，但价格仅为LiCoO2材料的七分之一。LiNiO2是锂离子电池中具有重要应用前景的正极材料。

Description

一种高性价比锂离子电池正极材料LiNiO2的制备方法
本发明公开了一种高性价比锂离子电池正极材料LiNiO2的制备方法，它属于电化学技术领域，也属于无机合成技术领域，还属于电子产品技术领域。
锂离子电池是近几年推出的最新一代高比能量化学电源，它一出现即以其强大生命力广泛用于移动通讯、便携式手提计算机、摄像机、照像机、便携式仪器仪表等领域，也是各国大力研究的电动汽车首选的配套电源。在锂离子电池发展和制造过程中，正极材料制备是关键技术之一。各国研究机构和电池制造厂家都投入大量人力、物力研制各种具有容量大、电位高的正极材料，研究最多的是以LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4，最成功的是LiCoO2材料。目前，LiCoO2材料在日本已得到广泛应用。但由于LiCoO2材料价格偏高，以它作正极材料制造的锂离子电池售价昂贵，使得应用范围受到一定限制。LiNiO2和LiMn2O4不仅具有与LiCoO2相当的电化学性能，而且具有明显的价格优势。因而倍受各国电化学行业的关注，是目前锂离子电池正极材料研究的热点。M.Broussely等[《J.of Power Sources》43～44 209～216(1993)]、欧洲专利(EP0345707)、美国专利[US4980080(1989)]和M.Broussely等(《7th IMLB》P118～112)曾介绍采用NiO、LiOH·H2O为原料，在空气中在700℃焙烧，制备LiNiO2材料。但由于它的合成工艺难于掌握，目前仍处在实验室研究阶段。
本发明的目的是：以价廉易得的原料开始，在保证合成材料高技术指标的同时，降低生产成本；选择工艺简单易行，适合于规模化生产的技术路线；同时要保证产品质量的稳定性、可靠性和均匀性。
为实现本发明的目的所采取的技术措施是：
1.原材料选择和材料制备原理
合成LiNiO2是以氢氧化亚镍[Ni(OH)2]、碳酸镍(NiCO3)、三氧化二镍(Ni2O3)、草酸镍(NiC2O4)和氢氧化锂(LiOH)和碳酸锂(Li2CO3)、硝酸锂(LiNO3)为原料，基本合成反应为：
Figure A9710901100044
Figure A9710901100045
Figure A9710901100046
Figure A9710901100047
2.合成材料配方
准确分析各种原材料的成份和含量，按锂比镍的摩尔比在0.9至1.0范围称取不同原材料。
3.LiNiO2材料制造工艺
按上述反应式，准确称取任一组反应的原材料，通过球磨混合均匀后，置于模具中，在油压机上压制成块状，置于高温烧结炉中，在氧气氛中，在温度600至750℃下烧结，经24小时烧结后，取出烧结物，经球磨粉碎，过300目分样筛，然后收集产品，制成锂离子电池LiNiO2正极活性材料，密封储存备用。
与已有技术相比，本发明已达到的效果：
该工艺具有以下特点：
1)由于采用将原料在压制成块后再焙烧，制备的材料性能优良，具有六方晶胞层状结构，在0.2C放电率下，比容量达到135mAh/g，放电电位在4.15至3.50伏(相对锂参比电极)。
2)制备材料价格适中，以Ni(OH)2和LiOH作原材料，制备1kg LiNiO2需原材料仅114元。价格仅为制备LiCoO2材料的七分之一。
3)工艺简单，易于掌握，容易实现工业化规模生产。
4)清洁无污染，不含任何有害元素。
附图说明：
附图是本发明LiNiO2材料在加入适量添加剂和粘结剂做成电极的放电曲线。
实施例：
准确称取Ni(OH)2 186g、LiOH·H2O84g，在球磨机中球磨混合15～20分钟，将混合料置于模具中在油压机上压成块状，放置在高温炉中加热，在氧气氛中600℃至720℃烧结共24小时，冷却后取出，球磨粉碎，过300目分样筛，即成锂离子电池用LiNiO2正极材料。收集密封备用。

Claims (3)

1.一种高性价比锂离子电池正极材料LiNiO2的制备方法，其特征是以氢氧化亚镍[Ni(OH)2]、碳酸镍(NiCO3)、三氧化二镍(Ni2O3)、草酸镍(NiC2O4)、氢氧化锂(Li-OH)和碳酸锂(Li2CO3)、硝酸锂(LiNO3)中任一种镍、锂原材料，通过球磨混合均匀后，置于模具中，在油压机上压制成块，置于高温烧结炉中，在氧气氛中，在温度≥600到750℃下烧结，制成锂离子电池LiNiO2正极活性材料。
2.按权利要求1所述的正极材料LiNiO2的制备方法，其特征是：锂与镍的摩尔比为≥0.9到1.0。
3.按权利要求1或2所述的正极材料LiNiO2的制备方法，其特征是：制备出的LiNiO2具有六方晶胞层状结构；在室温下0.2C率放电可达到135mAh/g比容量，工作电位在≤4.15到3.5伏(参比电极为锂电极)。
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CN110491677A (zh) * 2019-07-29 2019-11-22 上海展枭新能源科技有限公司 镍酸锂/活性炭复合材料及其制备方法、所得浆料、正极及锂离子电容器

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