及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2MnO3·0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2及其制備方法。所述制備方法包括以下步驟：將鋰鹽、錳鹽、鎳鹽和鈷鹽按質(zhì)量比加入到蒸餾水中，攪拌及升溫使金屬鹽完全溶解；加入聚乙二醇，然后加入H2C2O4溶液，升溫反應(yīng)，得到粉紅色沉淀；將沉淀在真空干燥后升溫至450℃～500℃，恒溫3～5h，冷卻后取出研磨均勻、壓片，再升溫至800～1000℃，恒溫8～12h。本發(fā)明制備方法得到的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2MnO3·0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2首次不可逆容量損失低，充放電容量高，而且循環(huán)性能好。
【專利說明】用于高容量裡離子電池正極材料0.5LI2MnO3 -0.SLiMn173Ni1
Z3Co1/302及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5LI2MnO3.0.5LiMn1/3Ni 1/3(:01/302及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]化石燃料是當(dāng)今能源經(jīng)濟的基礎(chǔ)，隨著石油需求上升、不可再生資源枯竭、石油輸出國政局動蕩，以及二氧化碳過度排放，汽車排放的尾氣導(dǎo)致的大城市污染和交通擁堵問題日益突出，迫切需要我們尋找更高級的清潔能源。鋰離子電池因其電壓高、能量密度高、循環(huán)壽命長、環(huán)境污染小等優(yōu)點倍受青睞，近幾年，作為新能源汽車“心臟”的動力鋰離子電池得到了迅錳發(fā)展，特別是在我國“十二五”發(fā)展規(guī)劃中對“新能源”、“新材料”產(chǎn)業(yè)板塊的政策重點扶植下，隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，鋰離子電池行業(yè)的熱度再次急劇升溫，受到了人們的格外重視，正極材料作為目前鋰離子電池中最關(guān)鍵的材料，它的發(fā)展也最受關(guān)注。
[0003]近年來猛基層狀富鋰氧化物XLi2MnO3.(l_x) LiMO2 (M = Ni，Co，Ni1/2Mn1/2,Ni1/3Mn1/3Co1/3等)引起了廣泛的關(guān)注，這是因為該材料在2?4.8V范圍內(nèi)的嵌鋰容量可高達250mAh/g以上，既能提供高電壓又能提供高容量從而提高能量密度，而且主要含資源豐富的錳，成本低，但是這類材料存在首次容量損失大，倍率性能較差以及電壓降等的問題。因此制備不可逆容量損失小的錳基層狀富鋰氧化物是鋰離子電池正極材料的重點研宄方向之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niiy3Ccv3O2的制備方法。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供上述制備方法獲得的用于高容量鋰離子電池正極材料 0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Nili73ColiZ3O20
[0006]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Co1Z3O^制備方法，包括以下步驟:
[0008](I)在攪拌的條件下，將化學(xué)計量比的二水合乙酸鋰、四水合乙酸錳、四水合乙酸鎳和四水合乙酸鈷加入到去離子水中，持續(xù)攪拌20?40min后，升溫至50?60°C使加入的金屬鹽完全溶解，得到金屬鹽溶液；
[0009](2)在攪拌的條件下，將聚乙二醇(PEG)加入到步驟(I)得到的金屬鹽溶液中，持續(xù)攪拌10?30min后，得到反應(yīng)液A ；
[0010](3)在攪拌的條件下，將質(zhì)量百分比濃度為10%?20%的H2C2O4S液加入到步驟
(2)得到的反應(yīng)液A中，生成草酸鹽然后升溫至80?90°C，恒溫10?12h，得到粉紅色沉淀B ；
[0011](4)將步驟(3)得到的粉紅色沉淀B在100?120°C的真空干燥5?1h后將其取出，然后加熱至450°C?500°C，恒溫3?5h，冷卻后取出研磨均勻，壓片，再升溫至800?1000°C燒結(jié)8?12h，即可得到所述用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMnl7
I3NiljZ3ColiZ3O2O
[0012]優(yōu)選的，步驟⑴中升溫至55°C溶解金屬鹽。在50?60°C時，PEG能夠作為良好的分散劑溶于水中。
[0013]優(yōu)選的，步驟(2)中所述的反應(yīng)液A中聚乙二醇的質(zhì)量百分比濃度為5?20%。
[0014]優(yōu)選的，步驟(2)中所述的聚乙二醇(PEG)平均相對分子量為400?10000。
[0015]聚乙二醇PEG，也稱為聚(環(huán)氧乙烷)(PEO)或聚氧乙烯(POE)，是指環(huán)氧乙烷的寡聚物或聚合物。PEG無毒、無刺激性，具有良好的水溶性，它們具有優(yōu)良的分散性、粘接性、柔軟性等。由于鏈長的影響，不同分子量的聚乙二醇往往有不同的物理性質(zhì)(如黏度)及不同的應(yīng)用。
[0016]優(yōu)選的，步驟(3)中的H2C2O4溶液的質(zhì)量百分比濃度為15%。
[0017]上述制備方法獲得的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3
。01/3〇2。
[0018]本發(fā)明的原理是:利用過渡金屬草酸鹽在水中的極低溶解度為基礎(chǔ)，PEG對金屬沉淀劑的包裹及分散作用使產(chǎn)物具有特定的多孔結(jié)構(gòu)。使用草酸作為沉淀劑，它可以形成常溫下不易被空氣中的氧氣所氧化的過渡金屬草酸鹽沉淀，比傳統(tǒng)的氫氧化物是一個較大的改進(因為氫氧化物易被氧化，從而物質(zhì)發(fā)生變化，在后續(xù)鋰化過程中可能引入計算誤差)。引入PEG可使草酸鹽沉淀形成特定的多孔結(jié)構(gòu)，多孔的結(jié)構(gòu)可增大材料的比表面積，和電解液充分接觸增加反應(yīng)的位點，提高活性材料的利用率，減少極化，微米二次顆粒具有較大的能量密度。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0020](I)本發(fā)明制備方法得到的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMn1/3Ni1/3Co1/302首次不可逆容量損失低，充放電容量高，而且循環(huán)性能好。
[0021](2)本發(fā)明制備方法產(chǎn)量高、反應(yīng)中無雜質(zhì)生成，反應(yīng)過程簡單快捷方便，不需要引入復(fù)雜的操作過程。
[0022](3)本發(fā)明將草酸作為沉淀劑來制備富鋰正極材料，可以防止過渡金屬離子在加熱過程中發(fā)生氧化。
[0023](4)本發(fā)明引入PEG，不同分子量的PEG對草酸沉淀具有不同的分散及包裹作用，隨著PEG分子量的不同形成具有不同孔結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，其中多孔結(jié)構(gòu)具有較高的比表面積，可以與電解液充分接觸增加反應(yīng)的位點，提高活性材料的利用率，多孔的微球二次顆粒具有較高的壓實密度，有利于提高材料的能量密度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是實施例1制備的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302與對比例制備的正極材料0.5Li 2Μη03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/30#j作的鋰離子電池的首圈充放電曲線對比圖。
[0025]圖2是實施例1制備的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302與對比例制備的正極材料0.5Li 2Μη03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/30#j作的鋰離子電池的充放電循環(huán)性能對比圖。
[0026]圖3是實施例1制備的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3。01/302的 SEM 圖。
[0027]圖4 是對比例制備的正極材料 0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Ni^3Ccv3CyA SEM 圖。

【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0029]實施例1
[0030]一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^制備方法，包括以下步驟:
[0031](I)攪拌條件下，在250mL的高頸燒杯中加入80mL去離子水，然后向其中加入5.2g 二水合乙酸鋰、5.2g四水合乙酸錳、1.3g四水合乙酸鎳和1.3g四水合乙酸鈷，充分攪拌30min后升溫至55°C使金屬鹽完全溶解，獲得金屬鹽溶液；
[0032](2)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟(I)得到金屬鹽溶液中加入1g PEG，然后持續(xù)攪拌30min，得到反應(yīng)液A，所述PEG的平均相對分子量為2000 ；
[0033](3)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟⑵得到的反應(yīng)液A中緩慢加入50mL質(zhì)量濃度為15%的H2C2O4溶液，然后將溫度升高至90°C，反應(yīng)12h得到粉紅色沉淀B ；
[0034](4)將步驟(3)得到的粉紅色沉淀B在120°C真空干燥1h取出，然后將干燥后的沉淀B送入馬弗爐升溫至450°C，恒溫5h，冷卻后取出研磨均勻，壓片后升溫至800°C燒結(jié)12h，即可得到所需的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^
[0035]實施例2
[0036]一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^制備方法，包括以下步驟:
[0037](I)攪拌條件下，在250mL的高頸燒杯中加入60mL去離子水，然后向其中加入5.2g 二水合乙酸鋰、5.2g四水合乙酸錳、1.3g四水合乙酸鎳和1.3g四水合乙酸鈷，充分攪拌30min后升溫至55°C使金屬鹽完全溶解，獲得金屬鹽溶液；
[0038](2)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟(I)得到金屬鹽溶液中加入1g PEG，然后持續(xù)攪拌30min，得到反應(yīng)液A，此時PEG的平均相對分子量為400 ；
[0039](3)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟⑵得到的反應(yīng)液A中緩慢加入50mL質(zhì)量濃度為15%的H2C2O4溶液，然后將溫度升高至90°C，反應(yīng)12h得到粉紅色沉淀B ；
[0040](4)將步驟(3)得到的粉紅色沉淀B在120°C真空干燥1h取出，然后將干燥后的沉淀B送入馬弗爐升溫至450°C，恒溫5h，冷卻后取出研磨均勻，壓片后升溫至900°C燒結(jié)1h,即可得到所需的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^
[0041]實施例3
[0042]一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^制備方法，包括以下步驟:
[0043](I)攪拌條件下，在250mL的高頸燒杯中加入70mL去離子水，然后向其中加入5.2g 二水合乙酸鋰、5.2g四水合乙酸錳、1.3g四水合乙酸鎳和1.3g四水合乙酸鈷，充分攪拌30min后升溫至55°C使金屬鹽完全溶解，獲得金屬鹽溶液；
[0044](2)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟(I)得到金屬鹽溶液中加入15g PEG，然后持續(xù)攪拌30min，得到反應(yīng)液A，此時PEG的平均相對分子量為600 ；
[0045](3)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟⑵得到的反應(yīng)液A中緩慢加入50mL質(zhì)量濃度為15%的H2C2O4溶液，然后將溫度升高至90°C，反應(yīng)12h得到粉紅色沉淀B ；
[0046](4)將步驟(3)得到的粉紅色沉淀B在120°C真空干燥5h取出，然后將干燥后的沉淀B送入馬弗爐升溫至450°C，恒溫5h，冷卻后取出研磨均勻，壓片后升溫至800°C燒結(jié)1h,即可得到所需的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^
[0047]實施例4
[0048]一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^制備方法，包括以下步驟:
[0049](I)攪拌條件下，在250mL的高頸燒杯中加入80mL去離子水，然后向其中加入5.2g 二水合乙酸鋰、5.2g四水合乙酸錳、1.3g四水合乙酸鎳和1.3g四水合乙酸鈷，充分攪拌30min后升溫至55°C使金屬鹽完全溶解，獲得金屬鹽溶液；
[0050](2)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟(I)得到金屬鹽溶液中加入15g PEG，然后持續(xù)攪拌30min，得到反應(yīng)液A，此時PEG的平均相對分子量為2000 ；
[0051](3)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟⑵得到的反應(yīng)液A中緩慢加入50mL質(zhì)量濃度為15%的H2C2O4溶液，然后將溫度升高至90°C，反應(yīng)12h得到粉紅色沉淀B ；
[0052](4)將步驟(3)得到的粉紅色沉淀B在120°C真空干燥8h取出，然后將干燥后的沉淀B送入馬弗爐升溫至450°C，恒溫5h，冷卻后取出研磨均勻，壓片后升溫至800°C燒結(jié)12h，即可得到所需的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^
[0053]實施例5
[0054]一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Coiy3Cy^制備方法，包括以下步驟:
[0055](I)攪拌條件下，在250mL的高頸燒杯中加入80mL去離子水，然后向其中加入5.2g 二水合乙酸鋰、5.2g四水合乙酸錳、1.3g四水合乙酸鎳和1.3g四水合乙酸鈷，充分攪拌30min后升溫至55°C使金屬鹽完全溶解，獲得金屬鹽溶液；
[0056](2)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟(I)得到金屬鹽溶液中加入1g PEG，然后持續(xù)攪拌30min，得到反應(yīng)液A，此時PEG的平均相對分子量為4000 ；
[0057](3)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟⑵得到的反應(yīng)液A中緩慢加入50mL質(zhì)量濃度為15%的H2C2O4溶液，然后將溫度升高至90°C，反應(yīng)12h得到粉紅色沉淀B ；
[0058](4)將步驟(3)得到的粉紅色沉淀B在120°C真空干燥8h取出，然后將干燥后的沉淀B送入馬弗爐升溫至450°C，恒溫5h，冷卻后取出研磨均勻，壓片后升溫至800°C燒結(jié)1h,即可得到所需的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^
[0059]實施例6
[0060]一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^制備方法，包括以下步驟:
[0061](I)攪拌條件下，在250mL的高頸燒杯中加入80mL去離子水，然后向其中加入5.2g 二水合乙酸鋰、5.2g四水合乙酸錳、1.3g四水合乙酸鎳和1.3g四水合乙酸鈷，充分攪拌30min后升溫至55°C使金屬鹽完全溶解，獲得金屬鹽溶液；
[0062](2)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟(I)得到金屬鹽溶液中加入15g PEG，然后持續(xù)攪拌30min，得到反應(yīng)液A，此時PEG的平均相對分子量為10000 ；
[0063](3)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟⑵得到的反應(yīng)液A中緩慢加入50mL質(zhì)量濃度為15%的H2C2O4溶液，然后將溫度升高至90°C，反應(yīng)12h得到粉紅色沉淀B ；
[0064](4)將步驟(3)得到的粉紅色沉淀B在120°C真空干燥8h取出，然后將干燥后的沉淀B送入馬弗爐升溫至450°C，恒溫5h，冷卻后取出研磨均勻，壓片后升溫至900°C燒結(jié)1h,即可得到所需的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^
[0065]實施例7
[0066]一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^制備方法，包括以下步驟:
[0067](I)攪拌條件下，在250mL的高頸燒杯中加入60mL去離子水，然后向其中加入5.2g 二水合乙酸鋰、5.2g四水合乙酸錳、1.3g四水合乙酸鎳和1.3g四水合乙酸鈷，充分攪拌20min后升溫至60°C使金屬鹽完全溶解，獲得金屬鹽溶液；
[0068](2)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟(I)得到金屬鹽溶液中加入15g PEG，然后持續(xù)攪拌lOmin，得到反應(yīng)液A，此時PEG的平均相對分子量為2000 ；
[0069](3)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟⑵得到的反應(yīng)液A中緩慢加入50mL質(zhì)量濃度為15%的H2C2O4溶液，然后將溫度升高至80°C，反應(yīng)1h得到粉紅色沉淀B ；
[0070](4)將步驟(3)得到的粉紅色沉淀B在100°C真空干燥8h取出，然后將干燥后的沉淀B送入馬弗爐升溫至500°C，恒溫3h，冷卻后取出研磨均勻，壓片后升溫至1000°C燒結(jié)8h，即可得到所需的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3Oy
[0071]實施例8
[0072]一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O^制備方法，包括以下步驟:
[0073](I)攪拌條件下，在250mL的高頸燒杯中加入70mL去離子水，然后向其中加入
5.2g 二水合乙酸鋰、5.2g四水合乙酸錳、1.3g四水合乙酸鎳和1.3g四水合乙酸鈷，充分攪拌40min后升溫至50°C使金屬鹽完全溶解，獲得金屬鹽溶液；
[0074](2)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟(I)得到金屬鹽溶液中加入15g PEG，然后持續(xù)攪拌20min，得到反應(yīng)液A，此時PEG的平均相對分子量為4000 ；
[0075](3)在持續(xù)機械攪拌下，向步驟⑵得到的反應(yīng)液A中緩慢加入50mL質(zhì)量濃度為15%的H2C2O4溶液，然后將溫度升高至80°C，反應(yīng)1h得到粉紅色沉淀B ；
[0076](4)將步驟(3)得到的粉紅色沉淀B在100°C真空干燥8h取出，然后將干燥后的沉淀B送入馬弗爐升溫至500°C，恒溫3h，冷卻后取出研磨均勻，壓片后升溫至1000°C燒結(jié)8h，即可得到所需的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3Oy
[0077]對比例
[0078]除步驟⑵中不加入PEG外，其它步驟均與實施例1相同，即可制備得到的正極材料 0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302。
[0079]測試例
[0080](I)半電池組裝:將實施例1制備的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O2和對比例所得的正極材料 0.5Li 2Μη03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O2，分別與乙炔黑和PVDF按質(zhì)量比8:1:1進行制漿并涂布，以金屬鋰片為負極組裝成半電池。
[0081](2)充放電測試:將實施例1制備的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O2和對比例所得的正極材料 0.5Li 2Μη03.0.SLiMnv3Niv3Ccv3O2，制作的鋰離子電池在25.0mAh/g的恒定電流下進行充放電。
[0082]圖1是實施例1制備的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302和對比例所得的正極材料0.5Li 2Μη03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/30#j作的鋰離子電池的首圈充放電曲線對比圖。由圖1可見，實施例1所得用于高容量鋰離子電池正極材料0.5LI2MnO3.0.SLiMrv3Niv3Ccv3O2的首次放電容量為262.1mAh/g，首次放電效率為78.2%。對比例所得正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302的首次放電容量為220.8mAh/g，首次效率為64.3%，引入PEG的樣品具有更高的放電容量和充放電效率。
[0083]圖2是實施例1制備的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302和對比例所得的正極材料0.5Li 2Μη03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/30#j作的鋰離子電池的在50mAh/g時充放電循環(huán)性能對比圖。由圖2可知，實施例1所得用于高容量鋰離子電池正極材料 0.5Li2Mn03.0.51^]^1/3附1/3(:01/302在 50mAh/g 時首次放電容量為 228.6mAh/g，循環(huán)50次后的放電容量為198.4mAh/g，容量保持率為86.8%對比例所得正極材料0.5Li2MnO3.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/30^ 50mAh/g時首次放電容量為203.2mAh/g，循環(huán)50次后的放電容量為140.4mAh/g，容量保持率為69.0%。表明本發(fā)明所制備的用于高容量鋰離子電池正極材料 0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/30#有較好的循環(huán)性能。
[0084]此外，分別將實施例2?5所得的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302與乙炔黑和PVDF按質(zhì)量比8:1:1進行制漿并涂布，以金屬鋰片為負極組裝成半電池；然后在50.0mAh/g的恒定電流下進行充放電測試，檢測得到:
[0085]實施例2所得用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302首次放電容量為215.0mAh/g，循環(huán)50次后的放電容量為178.4mAh/g ；
[0086]實施例3所得用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302首次放電容量為218.2mAh/g，循環(huán)50次后的放電容量為180.1mAh/g ；
[0087]實施例4所得用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302首次放電容量為220.9mAh/g，循環(huán)50次后的放電容量為185.8mAh/g ；
[0088]實施例5所得用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302首次放電容量為224.5mAh/g，循環(huán)50次后的放電容量為194.7mAh/g。
[0089]實施例6所得用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302首次放電容量為226.3mAh/g，循環(huán)50次后的放電容量為196.1mAh/g。
[0090]實施例1所得用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302首次放電容量為212.3mAh/g，循環(huán)50次后的放電容量為186.1mAh/g。
[0091]實施例8所得用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302首次放電容量為208.5mAh/g，循環(huán)50次后的放電容量為181.1mAh/g。
[0092]從圖1、圖2和上述檢測數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明制備方法得到的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03-0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302首次不可逆容量損失低，充放電容量高，而且循環(huán)性能好。
[0093]圖3是實施例1制備的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMn1/3Ni^叫/典的SEM圖，圖4是對比例I制備的正極材料0.5Li 2Μη03.0.SLiMn1Z3Ni1Z3Co1Z3O^SEM圖。從圖3中可以看出，用草酸作為沉淀劑，引入PEG后制備的產(chǎn)物為多孔的球形結(jié)構(gòu)而沒有引入PEG(對比例)所制備的產(chǎn)物，見圖4，是由無規(guī)則的物質(zhì)所組成，大小不均一納米顆粒組成并且發(fā)生明顯的團聚現(xiàn)象。
[0094]從圖3、圖4可知，用草酸作為沉淀劑引入PEG后所制備的產(chǎn)物具有多孔的特點，多孔結(jié)構(gòu)可增大與電解液的接觸面積，增加反應(yīng)的活性位點，減少極化效應(yīng)，提高活性物質(zhì)的利用率。另外，所組成的二次微球結(jié)構(gòu)振實密度大，具有較高的能量密度，對儲能是具有較大的優(yōu)勢。相比之下，沒有引入PEG所制得的產(chǎn)物顆粒大小不均一，具有明顯的團聚現(xiàn)象，因此，大大減小了活性物質(zhì)與電解液的接觸面積較小，使材料的極化明顯，材料利用率較低，不利于電化學(xué)反應(yīng)的進行。
[0095]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li 2Μη03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/3(y^制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)在攪拌的條件下，將化學(xué)計量比的二水合乙酸鋰、四水合乙酸錳、四水合乙酸鎳和四水合乙酸鈷加入到去離子水中，持續(xù)攪拌20?40min后，升溫至50?60°C使加入的金屬鹽完全溶解，得到金屬鹽溶液； (2)在攪拌的條件下，將聚乙二醇加入到步驟(I)得到的金屬鹽溶液中，持續(xù)攪拌10?30min后，得到反應(yīng)液A ； (3)在攪拌的條件下，將質(zhì)量百分比濃度為10%?20%的H2C2O4S液加入到步驟(2)得到的反應(yīng)液A中，生成草酸鹽然后升溫至80?90°C，恒溫10?12h，得到粉紅色沉淀B ; (4)將步驟(3)得到的粉紅色沉淀B在100?120°C的真空干燥5?1h后取出將其取出，然后加熱至450°C?500°C，恒溫3?5h，冷卻后取出研磨均勻，壓片，再升溫至800?1000°C燒結(jié)8?12h，即可得到所述用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Mn03.0.5LiMnl7I3NiljZ3ColiZ3O2O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(I)中升溫至55°C溶解金屬鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的反應(yīng)液A中聚乙二醇的質(zhì)量百分比濃度為5?20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的聚乙二醇平均相對分子量為400?10000。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中的H2C2O4S液的質(zhì)量百分比濃度為15%。
6.權(quán)利要求1?5任一項所述制備方法獲得的用于高容量鋰離子電池正極材料0.5Li2Μη03.0.5LiMn1/3Ni1/3Co1/302O
【文檔編號】H01M4/131GK104466101SQ201410837254
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】李偉善, 陳敏, 黃啟明, 陳東瑞, 鐘曉欣 申請人:華南師范大學(xué)