專利名稱：一種動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池材料和制備方法，特別是一種動力型鋰離子電池的層狀錳基復(fù)合材料及其制備方法，屬于鋰離子電池材料技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界能源日趨緊張，能源危機意識逐漸被大家所接受，這也迫使各國競相開發(fā)新的能源，如太陽能、風(fēng)能、氫能、電能、潮汐能、地?zé)崮芎秃四艿?，但是有些能源雖然是可再生，但并不能隨心所欲的被人類所利用，主要是因為受到了空間的限制，因此人們想到了儲能裝置的開發(fā)。而作為能量儲存裝置的鋰離子電池是當(dāng)今為止人們找到的最佳的解決方式，也是最有前途的方案。伴隨著日常電子電器產(chǎn)品使用量的增加以及動力型消費產(chǎn)品的普及化，二次電池的需求量也不斷增加。鋰離子電池在2000年以后便已代替鎳氫、鎳鎘成為便攜式電器中的主要電源，在當(dāng)今如火如荼的動力汽車行業(yè)，也是無可替代的核心部件。 鋰離子電池正極材料是電池產(chǎn)業(yè)中極為關(guān)鍵的組成部分，其價格和性能直接影響著鋰離子電池的廣泛使用和推廣。到目前為止，絕大多數(shù)已經(jīng)商品化的鋰離子電池都是采用鈷酸鋰作為正極材料。 由于鈷的資源有限而且價格昂貴，且有一定的毒性，而且在充電過程中，容易引起燃燒和爆炸等安全事故。因而人們一直致力于尋找其他合適的替代品。氧化錳鋰具有資源豐富、無污染、價格便宜、耐過充過放、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，被人們視為最有發(fā)展前景的正極材料之一。 特別是對于動力電池方面，錳酸鋰具有誘人的前景。氧化錳鋰中目前研究最多的是尖晶石 LiMn2O4，其理論比容量是148mAh/g，但其實際容量僅為110 120mAh/g，電壓平臺為3. 9V, 循環(huán)性能也不夠理想，雖然該材料已在部分領(lǐng)域應(yīng)用，仍不能滿足人們對高容量電池的需求?？勺鳛殇囯x子正極材料的層狀LiMnO2理論容量為285mAh/g，實際容量可達200mAh/g以上，幾乎是尖晶石型LiMn2O4容量的二倍，層狀LiMnO2具有菱形層狀結(jié)構(gòu)，可為Li+提供3 X 3 型的三維隧道，Li+在LiMnO2中脫/嵌比尖晶石LiMn2O4相對容易，擴散系數(shù)也較大。但是層狀LiMnO2較難直接合成，且在循環(huán)使用過程中Mn3+周圍結(jié)構(gòu)的Jahn-Ter 11 er扭曲條件導(dǎo)致其向尖晶石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致循環(huán)性能下降，充放電過程中不可逆容量大。研究發(fā)現(xiàn)，摻雜是提高層狀LiMnO2循環(huán)性能最好的方法。摻雜主要從兩種途徑進行改性減小Jahn-Teller 效應(yīng)一是用AL、Co、Ni等原子半徑小的金屬取代Mn，以減少Mn3+引起的Jahn-Teller效應(yīng)，引起晶胞的收縮，減少Li+脫嵌時的結(jié)構(gòu)變化，穩(wěn)定層狀結(jié)構(gòu)。二是提高單斜晶系的穩(wěn)定性。Nb和Ti等過渡金屬(Fe除外)取代Mn后，是單斜晶體層狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性超過正交晶系，單斜晶系向正交晶系轉(zhuǎn)化。目前關(guān)于鋰電池正極材料層狀錳酸鋰的制備方法已有報道，例如中國專利， CN1601785劉錦平等，《鋰離子電池正極材料層狀錳酸鋰的制備方法》，其制備步驟主要包括把水熱法_煅燒法兩種方法有機結(jié)合，其工藝路線是將攙雜含有Co、Cr、Ni元素的錳鹽與鋰鹽水溶液按固液比為1 10加入反應(yīng)釜中，在一定溫度、壓力、時間下進行水熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢將釜內(nèi)反應(yīng)液冷卻、過濾、洗滌、干燥，干燥后再在焙燒爐中進行高溫煅燒，即得層狀錳酸鋰產(chǎn)品；中國專利，CN1553529段雪等，《鋰離子電池正極材料層狀錳酸鋰的氧化_插層制備方法》，其特征主要包括將錳鹽和強堿在氮氣保護下分別溶解于煮沸過的去離子中，制備具有層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化錳Mn (OH) 2前體材料；將鋰化合物插層客體按一定比例加入到層狀前體懸濁液中，在氧化劑的協(xié)同作用下進行插層反應(yīng)制得層狀錳酸鋰，其化學(xué)組成式為LixMri02(0.8< χ ^ 1.0)，屬正交晶系，具有Pmnm空間對稱性，產(chǎn)品純度高、無雜質(zhì)相，粒徑均一可控；中國專利，CN1719639楊文勝等，《一種高鋰離子含量層狀錳酸鋰正極材料的制備方法》，其特征主要包括發(fā)明采用檸檬酸溶膠_凝膠方法，通過控制Na/ (Mn+Co 或Ni)投料比以制備具有較高Na離子含量的P2結(jié)構(gòu)層狀Nax [MrvyMy] O2前驅(qū)體，然后通過熔鹽離子交換反應(yīng)獲得02結(jié)構(gòu)層狀Lix [MrvyMy] O2產(chǎn)物 。一般來講，層狀錳酸鋰較難直接合成，且在循環(huán)使用過程中Mn3+周圍結(jié)構(gòu)的 Jahn-Teller扭曲導(dǎo)致其向尖晶石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致循環(huán)性能下降。采用離子交換法或溶膠_凝膠法，制備過程復(fù)雜，條件苛刻，工業(yè)化生產(chǎn)較為困難.本專利采用共沉淀和離子交換法合成了層狀LiMnO2,合成方法簡便，制備條件溫和，具有較好的工業(yè)化生產(chǎn)潛力。同時對層狀LiMn02進行了摻雜改性研究，使得其循環(huán)性能得到了有效的提高，兼?zhèn)溴i、鎳和鈷系材料的優(yōu)點，而且材料成本低，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料及其制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所給出了一種動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料是以鋰源、錳源、鎳源、鈷源為原料，鈉鹽為媒介，且使Na Mn Ni Co的摩爾比為 1 (0. 5 ^ χ < 1. 0) (0 ^ y ^ 0. 5) (Ι-χ-y)，鋰源摻入的物質(zhì)量為鈉鹽物質(zhì)摩爾數(shù)的4 10倍。在上述動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料技術(shù)方案中，所述的鋰源為氯化鋰、溴化鋰、硝酸鋰、碳酸鋰中至少一種。在上述動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料技術(shù)方案中，所述的錳源為硝酸錳、氯化錳、醋酸錳中至少一種。在上述動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料技術(shù)方案中，所述的鎳源為硝酸鎳、硫酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳中至少一種。在上述動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料技術(shù)方案中，所述的鈉鹽為無水碳酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉中至少一種。在上述動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料技術(shù)方案中，所述的鈷源為硝酸鈷、硫酸鈷、氯化鈷中至少一種。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還給出了一種動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料的制備方法，該制備方法包括下列步驟，1)首先，按一定比例分別稱取鋰源、錳源、鎳源、鈷源和鈉鹽，且使 Na Mn Ni Co 的摩爾比為 1 (0. 5 彡 χ < 1. 0) (0 ^ y ^ 0. 5) (1-x-y)，鋰源摻量為鈉鹽物質(zhì)摩爾數(shù)的4 10倍；2)將錳源、鎳源、鈷源采用氣流粉碎機器破碎后溶解在水中，高速攪拌和超聲各10 15min。向溶液中逐滴加入過量NH3OH,形成M(OH) 2共沉淀，其中M = (Mn、Ni和Co)， 減壓抽濾，采用去離子水洗滌至中性后，放入烘箱中，于50 100°C下烘干；3)按計量比加入鈉鹽，采用行星式球磨機中充分混合1 3h，然后將混合物放入模具中，在壓力5 15MPa下模壓成塊，模壓時間為10 15min ；4)壓制好的模塊裝入剛玉匣體或坩堝中，放入高頻反應(yīng)釜中焙燒，溫度控制工藝為以10 30°C /min加熱速度升溫，由室溫升至300 450°C，恒溫焙燒1 20h ；再以 5 10°C /min速度升溫，在600 900°C下恒溫焙燒6 18h ；最后以30 60°C /min速度降溫至室溫，得到前驅(qū)體層狀Na (MnxNiyCo1^y) O2 ；

5)將前驅(qū)體層狀Na(MnxNiyCOl_x_y)02放入行星球磨機研磨1 3h后，加入到配制好的5 10mol/L鋰源的正己醇溶液中，超聲和攪拌各10 15min后，在140 160°C下加熱回流8 16h ；6)自然冷卻至室溫，將混合液減壓抽濾，沉淀物用正極醇和乙醇洗滌至PH值 =7，然后將樣品再經(jīng)過球磨機研磨、過篩、烘干，即得鋰離子電池用層狀錳酸鋰復(fù)合材料 Li (MnxNiyC0l_x_y) O2。在上述動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料的制備方法中，是通過按計量比加入鈉鹽，采用行星式球磨機中充分混合1 3h，然后將混合物放入模具中，在壓力5 15MPa下模壓成塊，模壓時間為10 15min。在上述動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料的制備方法中，壓制好的模塊裝入剛玉匣體或坩堝中，放入高頻反應(yīng)釜中焙燒，溫度控制工藝為以10 30°C /min加熱速度升溫，由室溫升至300 450°C，恒溫焙燒1 20h ；再以5 10°C /min速度升溫，在 600 900°C下恒溫焙燒6 18h ；最后以30 60°C /min速度降溫至室溫，得到層狀前驅(qū)
體 Na(MnxNiyC0l_x_y) O2。在上述動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料的制備方法中，將前驅(qū)體 Na(MnxNiyC0l_x_y) O2放入行星球磨機研磨1 3h后，加入到配制好的5 10mol/L鋰源的正己醇溶液中，超聲和攪拌各10 15min后，在140 160°C下加熱回流8 16h。本發(fā)明的有益效果是采用本發(fā)明所給出動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料制備方法，原料來源廣泛，工藝簡單易控，無污染，低成本，具有較大的工藝設(shè)計度，易于實現(xiàn)清潔的工業(yè)化生產(chǎn)。 該層狀錳基復(fù)合材料制備方法采用共沉淀和離子交換方法，可以使原料混合的均勻性大大提高；通過控制熱處理的溫度和時間，產(chǎn)品結(jié)晶性能良好，成分均勻，該制備方法采用鈷，鎳摻雜，并將混合料模壓成塊狀以及控制燒結(jié)條件等工藝，有效地控制了層狀錳酸鋰復(fù)合材料的粒徑和化學(xué)組成，可以有效保持原料的均勻混合狀態(tài)，降低固相反應(yīng)中的物質(zhì)擴散，從而有利于形成晶性較好的層狀錳酸鋰復(fù)合材料；該制備方法所得的層狀錳酸鋰復(fù)合材料顆粒細小、均勻，具有良好的電化學(xué)性能，最主要的是循環(huán)性能，充放電的可逆容量都有很大的提高，所得產(chǎn)物首次放電比容量為200-210mAh/g，循環(huán)20次后容量仍保持在185mAh/g以上。采用本發(fā)明制備方法得到的層狀錳酸鋰復(fù)合材料具有很高的實用價值，作為電池正極材料具有廣泛的應(yīng)用前景。
具體實施例
實施例1:首先，按Na Mn Ni Co的摩爾比為1 0. 8 0. 1 0. 1分別稱取碳酸鈉、硝酸錳、醋酸鎳、氯化鈷和溴化鋰，溴化鋰摻入的物質(zhì)量為碳酸鈉物質(zhì)摩爾數(shù)的 5倍。將硝酸錳、醋酸鎳、氯化鈷采用氣流粉碎機器破碎后溶解在水中，高速攪拌和超聲各 IOmin,向溶液中逐滴加入過量NH3OH,形成M(OH)2共沉淀，其中M = (Mn、Ni和Co)，減壓抽濾，采用去離子水洗滌至中性后，放入烘箱中，于80°C下烘干。加入碳酸鈉，采用行星式球磨機中充分混合2h，然后將混合物放入模具中，在壓力IOMPa下模壓成塊，模壓時間為12min， 壓制好的模塊裝入剛玉匣體或坩堝中，放入高頻反應(yīng)釜中焙燒，溫度控制工藝為以20°C / min加熱速度升溫，由室溫升至350°C，恒溫焙燒8h ；再以10°C /min速度升溫，在750°C 下恒溫焙燒10h，最后以30°C /min速度降溫至室溫，得到前驅(qū)體層狀Na(Mna8NiaiCoai) 02。將前驅(qū)體層狀Na(Mna8NiaiCoai)O2放入行星球磨機研磨1 3h后，加入到配制好的 8mol/L溴化鋰的正己醇溶液中，超聲和攪拌各IOmin后，倒入冷凝回流裝置中，在150°C下加熱回流8h。自然冷卻至室溫，將混合液減壓抽濾，沉淀物用正極醇和乙醇洗滌至PH值 =7，然后將樣品再經(jīng)過球磨機研磨、過篩、烘干，即得鋰離子電池用的層狀錳酸鋰復(fù)合材料Li (Mna8NiaiCoai)Oy所得產(chǎn)物首次放電比容量為208mAh/g，循環(huán)20次后容量仍保持在 187mAh/g 以上。
實施例2:首先，按Na Mn Ni Co的摩爾比為1 0. 6 0. 2 0. 2分別稱取無水碳酸鈉、硝酸錳、醋酸鎳、硫酸鈷和硝酸鋰，硝酸鋰摻入的物質(zhì)量為無水碳酸鈉物質(zhì)摩爾數(shù)的8倍。將硝酸錳、醋酸鎳、硫酸鈷采用氣流粉碎機器破碎后溶解在水中，高速攪拌和超聲各15min，向溶液中逐滴加入過量NH3OH,形成M(OH)2共沉淀，其中M = (Mn, Ni和 Co)，減壓抽濾，采用去離子水洗滌至中性后，放入烘箱中，于70°C下烘干。加入無水碳酸鈉，采用行星式球磨機中充分混合3h，然后將混合物放入模具中，在壓力15MPa下模壓成塊，模壓時間為15min ；壓制好的模塊裝入剛玉匣體或坩堝中，放入高頻反應(yīng)釜中焙燒，溫度控制工藝為以15°C /min加熱速度升溫，由室溫升至400°C，恒溫焙燒15h ；再以10°C / min速度升溫，在700°C下恒溫焙燒12h，最后以50°C /min速度降溫至室溫，得到前驅(qū)體層狀Na(Mn(1.6NiQ.2COa2)02。將前驅(qū)體層狀Na(Mnci6Nia2C0a2)O2放入行星球磨機研磨1. 5h后， 加入到配制好的8mol/L硝酸鋰的正己醇溶液中，超聲和攪拌各15min后，倒入冷凝回流裝置中，在150°C下加熱回流15h。自然冷卻至室溫，將混合液減壓抽濾，沉淀物用正極醇和乙醇洗滌至PH值=7，然后將樣品再經(jīng)過球磨機研磨、過篩、烘干，即得鋰離子電池用的層狀錳酸鋰復(fù)合材料Li (Mntl6Nia2Coa2) O2。所得產(chǎn)物首次放電比容量為200mAh/g，循環(huán)20次后容量仍保持在189mAh/g以上。實施例3:首先，按Na Mn Ni Co的摩爾比為1 0. 7 0. 2 0. 1分別稱取氯化鈉、硝酸錳、硫酸鎳、硫酸鈷和溴化鋰，溴化鋰摻入的物質(zhì)量為氯化鈉物質(zhì)摩爾數(shù)的 8倍。將硝酸錳、硫酸鎳、硫酸鈷采用氣流粉碎機器破碎后溶解在水中，高速攪拌和超聲各 12min,向溶液中逐滴加入過量NH3OH,形成M(OH)2共沉淀，其中M = (Mn、Ni和Co)，減壓抽濾，采用去離子水洗滌至中性后，放入烘箱中，于90°C下烘干。加入氯化鈉，采用行星式球磨機中充分混合3h，然后將混合物放入模具中，在壓力15MPa下模壓成塊，模壓時間為IOmin ； 壓制好的模塊裝入剛玉匣體或坩堝中，放入高頻反應(yīng)釜中焙燒，溫度控制工藝為以10°C / min加熱速度升溫，由室溫升至450°C，恒溫焙燒8h ；再以10°C/min速度升溫，在800°C下恒溫焙燒10h，最后以40°C /min速度降溫至室溫，得到前驅(qū)體層狀Na(Mna7Nia2Coai)Oy將前驅(qū)體層狀Na (Mna7Nia2Coai) O2放入行星球磨機研磨1 3h后，加入到配制好的5 IOmol/ L溴化鋰的正己醇溶液中，超聲和攪拌各10 15min后，倒入冷凝回流裝置中，在145°C下加熱回流10h。自然冷卻至室溫，將混合液減壓抽濾，沉淀物用正極醇和乙醇洗滌至PH值 =7，然后將樣品再經(jīng)過球磨機研磨、過篩、烘干，即得鋰離子電池用的層狀錳酸鋰復(fù)合材料Li (Mnci7Nia2Coai)O2tj所得產(chǎn)物首次放電比容量為210mAh/g，循環(huán)20次后容量仍保持在 185mAh/g 以上。 實施例4:首先，按Na Mn Ni Co的摩爾比為1 0. 6 0. 2 0. 2分別稱取氯化鈉、醋酸錳、氯化鎳、硝酸鈷和氯化鋰，氯化鋰摻入的物質(zhì)量為氯化鈉物質(zhì)摩爾數(shù)的 10倍。將醋酸錳、氯化鎳、硝酸鈷采用氣流粉碎機器破碎后溶解在水中，高速攪拌和超聲各 15min,向溶液中逐滴加入過量NH3OH,形成M(OH)2共沉淀，其中M = (Mn、Ni和Co)，減壓抽濾，采用去離子水洗滌至中性后，放入烘箱中，于70°C下烘干。加入氯化鈉，采用行星式球磨機中充分混合3h，然后將混合物放 入模具中，在壓力SMPa下模壓成塊，模壓時間為IOmin ； 壓制好的模塊裝入剛玉匣體或坩堝中，放入高頻反應(yīng)釜中焙燒，溫度控制工藝為以10°C / min加熱速度升溫，由室溫升至350°C，恒溫焙燒15h ；再以10°C /min速度升溫，在900°C 下恒溫焙燒10h，最后以50°C /min速度降溫至室溫，得到前驅(qū)體層狀Na(Mna6Nia2Coa2) 02。將前驅(qū)體層狀Na(Mna6Nia2Coa2)O2放入行星球磨機研磨2h后，加入到配制好的IOmol/ L氯化鋰的正己醇溶液中，超聲和攪拌各Smin后，倒入冷凝回流裝置中，在155°C下加熱回流15h。自然冷卻至室溫，將混合液減壓抽濾，沉淀物用正極醇和乙醇洗滌至PH值= 7，然后將樣品再經(jīng)過球磨機研磨、過篩、烘干，即得鋰離子電池用的層狀錳酸鋰復(fù)合材料 Li (Mna6Nia2Coa2)O2。所得產(chǎn)物首次放電比容量為208mAh/g，循環(huán)20次后容量仍保持在 189mAh/g 以上。
權(quán)利要求
1.一種動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料Li(MnxNiyCOl_x_y)02，其特征在于 所述的動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料Li⑶！^附燦^沖是以鋰源、錳源、 鎳源、鈷源為原料，鈉鹽為媒介，且使Na Mn Ni Co的摩爾比為1 (0. 5彡χ < 1.0) (0 ^ y ^ 0. 5) (1-x-y)，鋰源摻入的物質(zhì)量為鈉鹽物質(zhì)摩爾數(shù)的4 10倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力型鋰離子電池用層狀錳酸鋰復(fù)合材料 Li(MnxNiyCOl_x_y)02，其特征在于所述的鋰源為氯化鋰、溴化鋰、硝酸鋰、碳酸鋰中至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料 Li (MnxNiyCOl_x_y)02，其特征在于所述的錳源為硝酸錳、氯化錳、醋酸錳中至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料 Li(MnxNiyCOl_x_y)02，其特征在于所述的鎳源為硝酸鎳、硫酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳中至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料 Li (MnxNiyCOl_x_y)02，其特征在于所述的鈷源為硝酸鈷、硫酸鈷、氯化鈷中至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料 Li (MnxNiyCOl_x_y)02，其特征在于所述的鈉鹽為無水碳酸鈉、硝酸鈉、氯化鈉中至少一種
7.一種動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料Li(MnxNiyCOl_x_y)02的制備方法，其特征在于該制備方法包括下列步驟，1)首先，按一定比例分別稱取鋰源、錳源、鎳源、鈷源和鈉鹽，且使Na Mn Ni Co 的摩爾比為1 (0.5<x<1.0) (0 ^ y ^ 0. 5) (Ι-χ-y)，鋰源摻入的物質(zhì)量為鈉鹽物質(zhì)摩爾數(shù)的4 10倍；2)將錳源、鎳源、鈷源采用氣流粉碎機器破碎后溶解在水中，高速攪拌和超聲各10 15min,向溶液中逐滴加入過量NH4OH,形成M(OH)2共沉淀，其中M = (Mn、Ni和Co)，減壓抽濾，采用去離子水洗滌至中性后，放入烘箱中，于50 100°C下烘干；3)按計量比加入鈉鹽，采用行星式球磨機中充分混合1 3h，然后將混合物放入模具中，在壓力5 15MPa下模壓成塊，模壓時間為10 15min ；4)壓制好的模塊裝入剛玉匣體或坩堝中，放入高頻反應(yīng)釜中焙燒，溫度控制工藝為 以10 30°C /min加熱速度升溫，由室溫升至300 450°C，恒溫焙燒1 20h ；再以5 IO0C /min速度升溫，在600 900°C下恒溫焙燒6 18h ；最后以30 60°C /min速度降溫至室溫，得到前驅(qū)體層狀Na (MnxNiyCo1^y) O2 ；5)將前驅(qū)體層狀Na(MnxNiyCOl_x_y)02放入行星球磨機研磨1 3h后，加入到配制好的 5 10mol/L鋰源的正己醇溶液中，超聲和攪拌各10 15min后，在140 160°C下加熱回流8 16h ；6)自然冷卻至室溫，將混合液減壓抽濾，沉淀物用正極醇和乙醇洗滌至PH值=7， 然后將樣品再經(jīng)過球磨機研磨、過篩、烘干，即得鋰離子電池用的層狀錳基復(fù)合材料 Li (MnxNiyC0l_x_y) O2。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種動力型鋰離子電池用層狀Li(MnxNiyCo1^y)O2復(fù)合材料的制備方法，其特征在于按計量比加入鈉鹽，采用行星式球磨機中充分混合1 3h，然后將混合物放入模具中，在壓力5 15MPa下模壓成塊，模壓時間為10 15min。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種動力型鋰離子電池用層狀Li(MnxNiyCo1^y)O2復(fù)合材料的制備方法，其特征在于壓制好的模塊裝入剛玉匣體或坩堝中，放入高頻反應(yīng)釜中焙燒， 溫度控制工藝為以10 30°C /min加熱速度升溫，由室溫升至300 450°C，恒溫焙燒 1 20h ；再以5 10°C /min速度升溫，在600 900°C下恒溫焙燒6 18h ；最后以30 600C /min速度降溫至室溫，得到層狀前驅(qū)體Na (MnxNiyCo1^y) 02。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種動力型鋰離子電池用層狀Li(MnxNiyCo1^y) O2復(fù)合材料的制備方法，其特征在于將前驅(qū)體Na(MnxNiyCOl_x_y)02放入行星球磨機研磨1 3h后，力口入到配制好的5 lOmol/L鋰源的正己醇溶液中，超聲和攪拌各10 15min后，在140 160°C下加熱回流8 16h。
全文摘要
本發(fā)明為一種動力型鋰離子電池用層狀錳基復(fù)合材料Li(MnxNiyCo1-x-y)O2及其制備方法，該正極材料以鋰源、錳源、鎳源、鈷源為原料，鈉鹽為媒介，且使Na∶Mn∶Ni∶Co的摩爾比為1∶(0.5≤x＜1.0)∶(0≤y≤0.5)∶(1-x-y)，鋰源摻入的物質(zhì)量為鈉鹽摩爾數(shù)的4～10倍。其制備方法為1)按上述摩爾比分別稱取鋰源、錳源、鎳源、鈷源和鈉鹽；2)將錳源、鎳源、鈷源粉碎后，溶解于水中，再向溶液中逐滴加入過量NH4OH，形成M(OH)2共沉淀，其中M＝(Mn、Ni和Co)，抽濾，洗滌至中性，并放入烘箱中干燥；3)加入鈉鹽，采用行星式球磨機中充分混合均勻，將混合物研磨后壓制成模塊；4)將模塊放入在高頻反應(yīng)釜中，恒溫煅燒，得到層狀前驅(qū)體Na(MnxNiyCo1-x-y)O2；5)將前驅(qū)體Na(MnxNiyCo1-x-y)粉碎研磨后，加入到配制好的鋰源溶液中，進行離子交換；6)抽濾、洗滌、干燥，即得鋰離子電池用層狀Li(MnxNiyCo1-x-y)O2正極材料。
文檔編號H01M4/505GK102255083SQ20101053099
公開日2011年11月23日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者耿世達 申請人:耿世達