掺杂型镍钴酸锂复合正极材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106058205A(43)申请公布日2016.10.26(21)申请号201610624688.XH01M10/0525(2010.01)(22)申请日2016.07.28(71)申请人天津巴莫科技股份有限公司地址300384天津市滨海新区华苑产业园区（环外）海泰大道8号(72)发明人吴孟涛徐宁张彬吕菲(74)专利代理机构天津才智专利商标代理有限公司12108代理人刘美甜(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/131(2010.01)H01M4/1391(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称掺杂型镍钴酸锂复合正极材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种掺杂型镍钴酸锂复合正极材料及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：1)将锰离子原料溶于水配制成溶液A；将沉淀剂溶于水配制成溶液B；2)将掺杂型镍钴酸锂前驱体加入溶液A，在搅拌条件下，向其中加入溶液B；待反应完成，过滤，收集固形物，然后对其进行洗涤、干燥，得到固体A；3)将固体A与锂源在氧气气氛炉中高温焙烧，得到焙烧后产物，即为以核壳结构存在的，表层包覆有尖晶石锰酸锂层的所述掺杂型镍钴酸锂复合正极材料。该制备方法在镍钴酸锂表面包覆一层尖晶石锰酸锂正极材料，能提高使用过程中单体电池的效率及循环寿命，最外层的尖晶石相隔绝金属镍与电解液直接接触，能有效提高电池的稳定性与安全性。CN106058205ACN106058205A权利要求书1/1页1.一种掺杂型镍钴酸锂复合正极材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将锰离子原料溶于水配制成溶液A，其摩尔浓度为0.1～2mol/L；将沉淀剂溶于水配制成溶液B，其摩尔浓度为0.1～2mol/L；2)将掺杂型镍钴酸锂前驱体加入所述溶液A，在搅拌条件下，搅拌速度为100～500rpm，向其中加入溶液B；待反应完成，过滤，收集固形物，然后对其进行洗涤、干燥，得到固体A；所述掺杂型镍钴酸锂前驱体为LiNixCoyM1-x-yO2，按摩尔质量计，0.3≤x≤0.9,0.05≤y≤0.3，M为Mn，Al，Cr，Fe，Mg，Zn，Ti中的任意一种或任意几种的混合物；3)将所述固体A与锂源在氧气气氛炉中高温焙烧，得到焙烧后产物，即为以核壳结构存在的，表层包覆有尖晶石锰酸锂层的所述掺杂型镍钴酸锂复合正极材料。2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述锰离子原料为硫酸锰、硝酸锰和乙酸锰中的任意一种或任意几种的混合物。3.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述沉淀剂为氨水和氢氧化钠的混合溶液，或者为氨水和碳酸钠的混合溶液。4.如权利要求3所述制备方法，其特征在于：按摩尔计氨水与氢氧化钠比例为1～20:100，氨水与碳酸钠比例为1～20:100。5.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂和乙酸锂中的一种或几种。6.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述掺杂型镍钴酸锂前驱体的分子式为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，或者LiNi0.8Co0.15Al0.05O2。7.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤3)所述高温焙烧的温度为200～1000℃，时间为2～15h。8.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤3)得到的尖晶石锰酸锂层的分子式为Li2Mn2-xMxO4，按摩尔质量计，0≤x≤0.1,M＝Ni，B，Al，Cr，Fe，Mg，Zn，Ti，优选，分子式为Li2Mn2O4。9.如权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤3)中所述尖晶石锰酸锂层的质量占所述掺杂型镍钴酸锂总质量的1～20％。10.一种如权利要求1～9中任意一项制备方法制得的掺杂型镍钴酸锂复合正极材料。2CN106058205A说明书1/4页掺杂型镍钴酸锂复合正极材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池用正极材料的制备方法，特别是涉及一种掺杂型镍钴酸锂复合正极材料及其制备方法。背景技术[0002]锂离子电池是一种能量密度高、功量密度高、循环寿命长的二次电池，随着化石能源的减少和环境污染的严重，在现代社会中逐渐起着不可替代的作用。随着电动汽车、智能电网等产业的快速发展，锂离子动力电池的需求量急剧上升，同时在国家十三五规划中，新能源汽车要求单体电池的能量密度大于300Wh/kg，循环寿命大于2000次。这就需要锂离子动力电池具有单体能量密度高，循环稳定性好，安全性能优异等特点。掺杂型镍钴酸锂正极材料具有工作电压高、比能量大、成本低、安全性好等优点，非常适用于锂离子动力电池体系，是最具有应用前景的动力型锂离子电池正极材料之一。特