物，得到前驅(qū)體材料。
[0054](3)將硝酸鋰與前驅(qū)體材料按照物質(zhì)的量比例1.2:1混合，先升溫到600°C，保溫Ih ;再升溫到1000°C，保溫18h，得到鋰離子電池正極材料，其中，作為內(nèi)核的鋰鎳鈷錳材料與包覆的摻雜鋁的鋰鎳鈷錳材料的質(zhì)量比為3:1。該鋰離子電池正極材料的粒徑為3 μ m，比表面積為3m2/g。
[0055]按照實(shí)施例1中制備扣式電池的方法，使用本實(shí)施例制得的鋰離子電池正極材料制成扣式電池，并對該電池進(jìn)行充放電循環(huán)性能測試:在充放電電流均為0.2C的條件下，首次放電比容量為185.3mAh/g，第5次放電比容量為181.5mAh/g，第10次放電比容量為180.7mAh/g，第100次放電比容量保持率為92.8%，循環(huán)穩(wěn)定性較好。
[0056]實(shí)施例3
[0057]本實(shí)施例提供一種鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟:
[0058](I)以醋酸鎳、醋酸鈷、醋酸錳為原料，按照物質(zhì)的量比例Ni:Co:Mn=0.4:0.3:0.3配置第一金屬鹽的第一混合水溶液，該第一混合水溶液中所有金屬鹽的總濃度為0.1M。將第一混合水溶液、第一沉淀劑IM的碳酸鉀、第一絡(luò)合劑6M的氨水加入到第一底液PH值為9的氨水中，在40°C下水浴6h，攪拌速度600rpm，第一混合水溶液中的第一金屬鹽沉淀，并對該沉淀進(jìn)行過濾、洗滌、干燥，得到第一沉淀物。
[0059](2)以醋酸鎳、醋酸鈷、醋酸錳、醋酸鋁為原料，按照物質(zhì)的量比例Ni:Co:Mn:Al=0.35:0.3:0.3:0.05配置第二金屬鹽的第二混合水溶液,該第二混合水溶液中所有金屬鹽的總濃度為1M。將第一沉淀物與第二底液PH值為10的氨水混合，并通過超聲波使得第一沉淀物均勻分散與第二底液中，得到懸浮液。再將第二混合水溶液、第二沉淀劑8M的碳酸氫鉀、第二絡(luò)合劑IM的氨水加入到懸浮液中，在80°C下水浴6h，第二混合水溶液中的第二金屬鹽沉淀后在第一沉淀物外沉淀上第二沉淀物，得到前驅(qū)體材料。
[0060](3)將氯化鋰與硫酸鋰的混合物(其中，氯化鋰和硫酸鋰的質(zhì)量比為1:1)與前驅(qū)體材料按照物質(zhì)的量比例1.35:1混合，先升溫到500°C，保溫20h ;再升溫到850°C，保溫16h，得到鋰離子電池正極材料，其中，作為內(nèi)核的鋰鎳鈷錳材料與包覆的摻雜鋁的鋰鎳鈷錳材料的質(zhì)量比為1:1。該鋰離子電池正極材料的粒徑為30 μ m,比表面積為0.5m2/g。
[0061]按照實(shí)施例1中制備扣式電池的方法，使用本實(shí)施例制得的鋰離子電池正極材料制成扣式電池，并對該電池進(jìn)行充放電循環(huán)性能測試:在充放電電流均為0.2C的條件下，首次放電比容量為180.2mAh/g，第5次放電比容量為179.3mAh/g，第10次放電比容量為
177.6mAh/g，第100次放電比容量保持率為93.4%，循環(huán)穩(wěn)定性較好。
[0062]實(shí)施例4
[0063]本實(shí)施例提供一種鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟:
[0064](I)以硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳為原料，按照物質(zhì)的量比例Ni:Co:Μη=0.55:0.05:0.4配置第一金屬鹽的第一混合水溶液,該第一混合水溶液中所有金屬鹽的總濃度為2M。將第一混合水溶液、第一沉淀劑8M的碳酸鈉、第一絡(luò)合劑IM的氯化銨加入到第一底液PH值為11的氯化銨中，在80°c下水浴24h,攪拌速度100rpm,第一混合水溶液中的第一金屬鹽沉淀，并對該沉淀進(jìn)行過濾、洗滌、干燥，得到第一沉淀物。
[0065](2)以硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳、硫酸鋁為原料，按照物質(zhì)的量比例Ni:Co:Mn:Al=0.47:0.05:0.4:0.08配置第二金屬鹽的第二混合水溶液,該第二混合水溶液中所有金屬鹽的總濃度為1.5M。將第一沉淀物與第二底液PH值為14的氯化銨混合，并通過超聲波使得第一沉淀物均勻分散與第二底液中，得到懸浮液。再將第二混合水溶液、第二沉淀劑IM的碳酸鈉、第二絡(luò)合劑5M的氯化銨加入到懸浮液中，在60°C下水浴12h，第二混合水溶液中的第二金屬鹽沉淀后在第一沉淀物外沉淀上第二沉淀物，得到前驅(qū)體材料。
[0066](3)將硫酸鋰與前驅(qū)體材料按照物質(zhì)的量比例1:1混合，先升溫到450°C，保溫15h ;再升溫到950°C，保溫20h，得到鋰離子電池正極材料，其中，作為內(nèi)核的鋰鎳鈷錳材料與包覆的摻雜鋁的鋰鎳鈷錳材料的質(zhì)量比為5:1。該鋰離子電池正極材料的粒徑為20 μ m，比表面積為lm2/g。
[0067]實(shí)施例5
[0068]本實(shí)施例提供一種鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟:
[0069](I)以氯化鎳、氯化鈷、氯化錳為原料，按照物質(zhì)的量比例Ni:Co:Μη=0.55:0.35:
0.1配置第一金屬鹽的第一混合水溶液，該第一混合水溶液中所有金屬鹽的總濃度為
1.5M。將第一混合水溶液、第一沉淀劑6M的碳酸氫鉀、第一絡(luò)合劑5M的氨水加入到第一底液PH值為13的氨水中，在80°C下水浴24h,攪拌速度100rpm,第一混合水溶液中的第一金屬鹽沉淀，并對該沉淀進(jìn)行過濾、洗滌、干燥，得到第一沉淀物。
[0070](2)以氯化鎳、氯化鈷、氯化錳、氯化鋁為原料，按照物質(zhì)的量比例Ni:Co:Mn:Al=0.53:0.35:0.1:0.02配置第二金屬鹽的第二混合水溶液,該第二混合水溶液中所有金屬鹽的總濃度為3M。將第一沉淀物與第二底液PH值為12的氨水混合，并通過超聲波使得第一沉淀物均勻分散與第二底液中，得到懸浮液。再將第二混合水溶液、第二沉淀劑2M的碳酸鉀、第二絡(luò)合劑1M的氨水加入到懸浮液中，在60°C下水浴12h，第二混合水溶液中的第二金屬鹽沉淀后在第一沉淀物外沉淀上第二沉淀物，得到前驅(qū)體材料。
[0071](3)將氯化鋰與前驅(qū)體材料按照物質(zhì)的量比例1.4:1混合，先升溫到550°C，保溫5h ;再升溫到800°C，保溫24h，得到鋰離子電池正極材料，其中，作為內(nèi)核的鋰鎳鈷錳材料與包覆的摻雜鋁的鋰鎳鈷錳材料的質(zhì)量比為4:1。該鋰離子電池正極材料的粒徑為25 μ m,比表面積為1.5m2/g。
[0072]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰離子電池正極材料，其特征在于，其結(jié)構(gòu)為在作為內(nèi)核的鋰鎳鈷錳材料外包覆摻雜鋁的鋰鎳鈷錳材料， 該作為內(nèi)核的鋰鎳鈷錳材料的分子式為Lim (Ni1IyCoxMny)O2, 該包覆的摻雜鋁的鋰鎳鈷錳材料的分子式為Lim (Ni1^zCoxMnyAlz) O2,其中，I 彡 m 彡 1.4,0.05 彡 X 彡 0.35,0.1 彡 y 彡 0.4，0〈z ( 0.08。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述作為內(nèi)核的鋰鎳鈷錳材料與所述包覆的摻雜招的鋰鎳鈷猛材料的質(zhì)量比為(I:1)?(5:1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述鋰離子電池正極材料的粒徑為3?30 μ m,比表面積為0.5?3.0m2/g。
4.一種鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按照物質(zhì)的量比例Ni:Co:Mn= (Ι-χ-y):x:y配制第一金屬鹽的第一混合水溶液，其中，0.05 < X < 0.35，0.1 < y < 0.4，將該第一混合水溶液、以及能使所述第一混合水溶液中的所述第一金屬鹽沉淀的第一沉淀劑、第一絡(luò)合劑加入到顯堿性的第一底液中，所述第一金屬鹽沉淀后得到第一沉淀物； (2)按照物質(zhì)的量比例Ni:Co:Mn:A1= (l-x-y-z):x:y:z配置第二金屬鹽的第二混合水溶液，其中，0〈z ( 0.08， 將所述第一沉淀物與顯堿性的第二底液混合得到懸浮液， 將所述第二混合水溶液、以及能使所述第二混合水溶液中的所述第二金屬鹽沉淀的第二沉淀劑、第二絡(luò)合劑加入到懸浮液中，所述第二金屬鹽沉淀后在第一沉淀物外沉淀上第二沉淀物，得到前驅(qū)體材料； (3)將鋰源與所述前驅(qū)體材料按照物質(zhì)的量比例m:1混合，其中，I1.4，在含有氧氣的氣氛下灼燒，得到鋰離子電池正極材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中的灼燒的具體步驟為:將所述鋰源與所述前驅(qū)體材料先升溫到400?600°C，保溫I?20h ;再升溫到800?1000°C，保溫10?24h。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述第一混合水溶液中的所述第一金屬鹽的總濃度為0.1?3M， 所述第二混合水溶液中的所述第二金屬鹽的總濃度為0.1?3M。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述第一底液或所述第二底液為氨水或者含有銨鹽的水溶液， 所述第一絡(luò)合劑或所述第二絡(luò)合劑為氨水或者含有銨鹽的水溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述第一底液的PH值為9?13; 所述第二底液的PH值為10?14， 所述第一絡(luò)合劑或所述第二絡(luò)合劑的濃度為I?10M。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述第一沉淀劑或所述第二沉淀劑的濃度為I?10M。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述第一沉淀劑為含有氫氧根或碳酸根的水溶液； 所述第二沉淀劑為含有氫氧根或碳酸根的水溶液。
11.一種鋰離子電池，其特征在于，其正極包含有權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述鋰離子電池正極材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰離子電池正極材料及其制備方法、電池，該材料的結(jié)構(gòu)為在作為內(nèi)核的鋰鎳鈷錳材料外包覆摻雜鋁的鋰鎳鈷錳材料，該作為內(nèi)核的鋰鎳鈷錳材料的分子式為Lim（Ni1-x-yCoxMny）O2，該包覆的摻雜鋁的鋰鎳鈷錳材料的分子式為Lim（Ni1-x-y-zCoxMnyAlz）O2，其中，1≤m≤1.4，0.05≤x≤0.35，0.1≤y≤0.4，0<z≤0.08。正極材料的外殼層中包括摻雜的鋁一方面減少整個(gè)核殼結(jié)構(gòu)的正極材料中的鈷的使用量，從而降低成本；另一方面外殼層中的鋁可以減少電解液對于內(nèi)核的鋰鎳錳氧材料的腐蝕，從而可以提高使用該正極材料制作的鋰離子電池的可逆比容量，增加電池循環(huán)性能。
【IPC分類】H01M4-505, H01M10-42, H01M10-0525, H01M4-525
【公開號】CN104577096
【申請?zhí)枴緾N201310488297
【發(fā)明人】盧磊, 海濱, 朱廣燕, 劉三兵, 翟麗娟, 陳效華
【申請人】奇瑞汽車股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月17日