镍锰酸锂正极材料、其制备方法和锂离子电池.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CN113845152A(43)申请公布日2021.12.28(21)申请号202111007832.2H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2021.08.30H01M10/058(2010.01)(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人白艳张树涛李子郯王壮王亚州马加力潘海龙魏赫陈素杰(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人张美月(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称镍锰酸锂正极材料、其制备方法和锂离子电池(57)摘要本发明提供了一种镍锰酸锂正极材料、其制备方法和锂离子电池。上述镍锰酸锂正极材料的制备方法包括：将锂源、镍源、锰源、水、β‑环糊精、络合剂及碱性调节剂进行凝胶反应，得到前驱体凝胶，其中，锂源中的锂元素、镍源中的镍元素以及锰源中的锰元素的摩尔比为(1.00～1.06):(0.45～0.55):(1.45～1.85)；对前驱体凝胶进行脱水及煅烧过程，得到镍锰酸锂正极材料。上述制备方法能够实现镍和锰的锚定，从而减少镍锰酸锂正极材料中锂离子与镍离子混排的几率，有利于提高其结构稳定性并形成尖晶石型结构，使制得的镍锰酸锂正极材料具有良好的首次放电效率、倍率性能、容量恢复和循环稳定性。CN113845152ACN113845152A权利要求书1/1页1.一种镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍锰酸锂正极材料的制备方法包括：将锂源、镍源、锰源、水、β‑环糊精、络合剂及碱性调节剂进行凝胶反应，得到前驱体凝胶，其中，所述锂源中的锂元素、所述镍源中的镍元素以及所述锰源中的锰元素的摩尔比为(1.00～1.06):(0.45～0.55):(1.45～1.85)；对所述前驱体凝胶进行脱水及煅烧过程，得到所述镍锰酸锂正极材料。2.根据权利要求1所述的镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍元素、所述β‑环糊精与所述络合剂的摩尔比为(0.45～0.55):(0.0022～0.022):(0.0045～0.12)。3.根据权利要求1或2所述的镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述β‑环糊精与所述络合剂的摩尔比为(0.17～0.22):1。4.根据权利要求1所述的镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述碱性调节剂选自氨水、氢氧化钠、碳酸氢钠和碳酸钠组成的组中的一种或多种，所述凝胶反应的pH为5.0～7.0。5.根据权利要求1至3中任一项所述的镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述络合剂选自柠檬酸、酒石酸和氨基酸组成的组中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源选自醋酸锂、乙醇锂、氢氧化锂和碳酸锂组成的组中的一种或多种；所述锰源选自四水合醋酸锰、七水合硫酸锰、四水合氯化锰、六水合硝酸锰和六水合高氯酸锰组成的组中的一种或多种；所述镍源选自四水合醋酸镍、七水合硫酸镍、六水合氯化镍、氯化镍和硝酸镍组成的组中的一种或多种。7.根据权利要求1至6中任一项所述的镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧过程包括第一煅烧处理和第二煅烧处理，其中所述第一煅烧处理的温度为780～850℃，处理时间为8～10h；所述第二煅烧处理的温度为600～700℃，处理时间为8～14h。8.根据权利要求7所述的镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，在进行所述煅烧过程之前，所述镍锰酸锂正极材料的制备方法还包括：对经所述脱水步骤得到的产物进行预烧结处理；优选地，所述预烧结处理的温度为300～370℃，处理时间为4～5h。9.一种镍锰酸锂正极材料，其特征在于，所述镍锰酸锂正极材料采用权利要求1至8中任一项所述的镍锰酸锂正极材料的制备方法制得，且所述镍锰酸锂正极材料的化学式为LiaNixMn2‑xO4，其中，1.00≤a≤1.06、0.45≤x≤0.55。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜以及电解液，所述正极包括权利要求9所述的镍锰酸锂正极材料。2CN113845152A说明书1/9页镍锰酸锂正极材料、其制备方法和锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池正极材料制备技术领域，具体而言，涉及一种镍锰酸锂正极材料、其制备方法和锂离子电池。背景技术[0002]电动汽车的动力电池需要具有高功率和高能量性能的特性。现在常用的动力电池主要有钴酸锂(LiCoO2)电池、磷酸铁锂(LiFePO4)电池和尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn