后曲線形狀變化較小，充放電性能穩(wěn)定，可逆容量為157.8mAh/g，庫(kù)侖效率在97%以上。
[0024]實(shí)施例3
將NiSO4, CoS04，Mn(NO3)3按摩爾比N1:Co:Mn =16:3:1的比例溶于一定量的去離子水中，配制成混合鹽溶液，其中，金屬離子總濃度為lmol/L，另外再配制lmol/L的NaOH溶液和0.5mol/L的似25208溶液。用計(jì)量泵以20mL/min的流速將500mL NaOH溶液和300mLNa2S2O8溶液分別同時(shí)輸入到500mL的金屬鹽混合水溶液中進(jìn)行反應(yīng)。待堿液和氧化劑溶液完全加入后，密封反應(yīng)釜，常壓，30°C下，繼續(xù)攪拌反應(yīng)5h，得到共沉淀反應(yīng)混合物。將上述共沉淀反應(yīng)混合物進(jìn)行固液分離，用去離子水洗滌4次，將過(guò)濾物置于烘箱中，在100°C下真空干燥12h，得到干燥的三元正極材料前驅(qū)體。
[0025]將上述烘干物即前驅(qū)體加入L1H混合研磨，L1H的加入量為L(zhǎng)1: (Ni+Co+Mn)摩爾比為1.1: 1，研磨均勻后，于空氣氣氛中500°C下預(yù)燒5h，再于900°C燒結(jié)24h，得到正極材料 LiNitl.SCoai5Mnatl5O2。
[0026]將L1H和H3BO3加入乙醇溶液中，Li0H:H3B03摩爾比為1:2，攪拌lh，在該溶液中加入正極材料 LiNia8Coai5Mnaci5O^ 投料比按質(zhì)量比 LBO: LiNia8Coai5Mnatl5O2=S: 100。在70°C的溫度下，攪拌混合物8h，直到溶劑乙醇完全蒸發(fā)，再在空氣氣氛，500°C下熱處理4h，得到包覆的镲鈷猛三元正極材料。
[0027]用純鋰片為對(duì)電極，組裝成扣式電池，在2.8?4.3V電壓范圍內(nèi)，25°C的0.2C下充放電。該包覆的三元正極材料首次放電容量為158.7mAh/g，首次充放電效率為90.2%。10次循環(huán)后曲線形狀變化較小，充放電性能穩(wěn)定，可逆容量為153.3mAh/g，庫(kù)侖效率在96%以上。
[0028]實(shí)施例4
將NiSO4,CoSO4,Mn(NO3)3按摩爾比N1:Co:Mn = 16:3:1的比例溶于一定量的去離子水中，配制成混合鹽溶液，其中，金屬離子總濃度為lmol/L，另外再配制2mol/L的NaOH溶液和lmol/L的Na2S2O8溶液。用計(jì)量泵以20mL/min的流速將500mLNa0H溶液和300mL Na 2S208溶液分別同時(shí)輸入到500mL的金屬鹽混合水溶液中進(jìn)行反應(yīng)。待堿液和氧化劑溶液加入完全后，密封反應(yīng)釜，常壓，30°C下，繼續(xù)攪拌反應(yīng)5h，得到共沉淀反應(yīng)混合物。將上述共沉淀反應(yīng)混合物進(jìn)行固液分離，用去離子水洗滌4次，將過(guò)濾物置于烘箱中，在100 °C下真空干燥12h，得到干燥的三元正極材料前驅(qū)體。
[0029]將上述烘干物即前驅(qū)體加入L1H混合研磨，L1H的加入量為L(zhǎng)1: (Ni+Co+Mn)摩爾比為1.1: 1，研磨均勻后，于空氣氣氛中500°C下預(yù)燒5h，再于900°C燒結(jié)24h，得到正極材料 LiNitl.SCoai5Mnatl5O2。
[0030]將L1H和H3BO3加入乙醇溶液中，Li0H:H3B03摩爾比為1:2，攪拌lh，在該溶液中加入正極材料 LiNia8Coai5Mnaci5O2O 投料比按質(zhì)量比 LBO: LiNia8Coai5Mnatl5O2= = 5:100。在70 °0的溫度下，攪拌混合物8h，直到溶劑乙醇完全蒸發(fā)，再在空氣氣氛，500 °C下熱處理4h，得到包覆的镲鈷猛三元正極材料。
[0031]用純鋰片為對(duì)電極，組裝成扣式電池，在2.8?4.3V電壓范圍內(nèi)，25°C的0.2C下充放電。該包覆的三元正極材料首次放電容量為155.8mAh/g，首次充放電效率為90.7%。10次循環(huán)后曲線形狀變化較小，充放電性能穩(wěn)定，可逆容量為154.2mAh/g，庫(kù)侖效率在97%以上。
[0032]本發(fā)明提供的鎳鈷錳三元正極材料及其制備方法，通過(guò)釆用共沉淀法制備三元正極材料前驅(qū)體，改善了三元正極材料前驅(qū)體的物化性能，以提高鎳鈷錳三元正極材料的堆積密度和循環(huán)性能，并釆用LB0(Li20-2B203)表面包覆對(duì)三元正極材料LiNia8Coa 15Mna(^O2。進(jìn)行改性，提高镲鈷猛三元正極材料的性能。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改、組合和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下歩驟: (1)將鎳鹽、鈷鹽、錳鹽按照一定的摩爾比混合，加入去離子水?dāng)嚢枞芙?，制成混合鹽溶液；將可溶性堿溶于去離子水中，配制成堿溶液；將氧化劑溶于去離子水中，配制成氧化劑溶液；在25?80°C下，將堿溶液和氧化劑溶液分別以5mL/min?100mL/min的流速同時(shí)加入到所述混合鹽溶液中，勻速攪拌，待堿溶液和氧化劑溶液完全加入后，密封反應(yīng)釜，常壓下繼續(xù)攪拌反應(yīng)3?8h，得到共沉淀反應(yīng)混合物；將上述共沉淀反應(yīng)混合物進(jìn)行固液分離，用去離子水洗滌3?4次，將過(guò)濾物置于烘箱中，在80?100°C下真空干燥12?24h，得到三元正極材料前驅(qū)體； (2)在上述三元正極材料前驅(qū)體中加入鋰鹽混合研磨，鋰鹽的加入量為L(zhǎng)1: (Ni+Co+Mn)摩爾比為I?1.2:1，研磨均勻后，進(jìn)行高溫固化反應(yīng):先在500 °C下保溫5h，再升溫到900°C下燒結(jié)24h，得到正極材料LiNia8Coai5Mnatl5O2; (3)將鋰鹽和硼化合物按照摩爾比L1:B =1:2加入到乙醇溶液中，攪拌I?2h，將正極材料LiNitl.SCoai5Mntltl5O2加入到該溶液中，在70?80°C的溫度下混合攪拌4?8h，直到乙醇完全蒸發(fā)，在空氣氣氛400?600 °0下熱處理4?10h，得到Li20-2B203包覆的鎳鈷錳三元正極材料。
2.一種鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于:歩驟(I)中，所述鎳鹽為硫酸鎳，硝酸鎳和氯化鎳中的至少一種，所述鈷鹽為硫酸鈷，硝酸鈷和氯化鈷中的至少一種，所述錳鹽為硝酸錳和硫酸錳的至少一種。
3.一種鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于:權(quán)利要求1所述歩驟(I)中，鎳鹽、鈷鹽、猛鹽按摩爾比Ni:Co:Mn = 16:3:1的比例配制混合鹽溶液。
4.一種鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于:權(quán)利要求1所述歩驟(I)中，混合鹽溶液中金屬離子濃度為0.25mol/L?2mol/L。
5.一種鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于:權(quán)利要求1所述歩驟(I)中，可溶性堿為氫氧化鈉，氫氧化銨和氫氧化鉀中的至少一種；所述氧化劑為Na2S2O8和K2S2O8中的至少一種。
6.一種鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于:權(quán)利要求1所述歩驟(I)中，堿溶液中可溶性堿的濃度為lmol/L?5mol/L ;所述氧化劑溶液中氧化劑的濃度為lmol/L?2mol/L。
7.一種鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于:權(quán)利要求1所述歩驟(2)中，鋰鹽為氫氧化鋰，乙酸鋰，草酸鋰和碳酸鋰中的至少一種。
8.一種鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于:權(quán)利要求1所述歩驟(2)中，高溫固相反應(yīng)在空氣或氧氣氣氛中進(jìn)行。
9.一種鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，其特征在于:權(quán)利要求1所述歩驟(3)中，鋰鹽為氫氧化鋰，乙酸鋰，草酸鋰和碳酸鋰中的至少一種；所述硼化合物為H3BO3, B2O3和BPO4中的至少一種;投料比按質(zhì)量比 Li20-2B203:LiNi 0.8Co0.15Mn0.0502 = I ?5:100。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電極材料領(lǐng)域，具體涉及一種鎳鈷錳三元電極材料及其制備方法。為解決現(xiàn)有技術(shù)中鎳鈷錳三元正極材料循環(huán)性能差的技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)釆用共沉淀法制備三元正極材料前驅(qū)體，改善了三元正極材料前驅(qū)體的物化性能，以提高鎳鈷錳三元正極材料的堆積密度和循環(huán)性能，并釆用表面包覆對(duì)三元正極材料進(jìn)行改性，提高鎳鈷錳三元正極材料的性能。
【IPC分類】H01M4-525, H01M4-505, H01M10-0525
【公開號(hào)】CN104810521
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510234657
【發(fā)明人】田東
【申請(qǐng)人】田東
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年5月11日