做詳細(xì)描述，下述實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，但并不用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。
[0023]實(shí)施例1:以氧化銷的包覆量為镲猛酸鋰LiNia5Mr^5O4材料質(zhì)量的1%計(jì)算銷元素的摩爾量，然后換算出偏鋁酸鈉的摩爾量和質(zhì)量，并稱量鎳錳酸鋰和偏鋁酸鈉，并將偏鋁酸鈉配制成濃度為0.lmol/L的溶液。將鎳錳酸鋰加入水中，每20mL水加Ig鎳錳酸鋰，超聲活化15min得到懸濁液，再向懸濁液中添加質(zhì)量為鎳錳酸鋰質(zhì)量0.5%的十六烷基三甲基溴化錢(qián)，超聲分散15min ;然后加入偏鋁酸鈉溶液，加入量為所配制偏鋁酸鈉溶液的5%，并繼續(xù)超聲15min ;邊攪拌邊向混合液中通二氧化碳?xì)怏w至溶液pH值為8.0，然后繼續(xù)攪拌30min ;向混合液中滴加剩余的偏鋁酸鈉溶液，同時(shí)通入二氧化碳?xì)怏w，通過(guò)控制二氧化碳?xì)怏w流量控制溶液的PH值為8.0，并流反應(yīng)0.5h，然后繼續(xù)攪拌lh，再擱置老化4h后，過(guò)濾，洗滌，80°C烘干后，得到氫氧化鋁包覆的鎳錳酸鋰材料。將所得樣品置入馬弗爐中350°C熱處理lh，得到氧化銷包覆量為I %的改性镲猛酸鋰正極材料。圖1和圖2分別為包覆前后鎳錳酸鋰材料的SEM圖。對(duì)比圖1和圖2可知本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了氧化鋁對(duì)鎳錳酸鋰的均勻致密包覆。用此材料做正極，鋰片做負(fù)極做成的扣式電池IC首次放電比容量為131mAh/g，循環(huán)100次后容量保持率為99.8% (圖3)。
[0024]實(shí)施例2:以氧化銷的包覆量為镲猛酸鋰LiNia Wr^5O4材料質(zhì)量的3%計(jì)算銷元素的摩爾量，然后換算出偏鋁酸鈉的摩爾量和質(zhì)量，并稱量鎳錳酸鋰和偏鋁酸鈉，并將偏鋁酸鈉配制成濃度為0.3mol/L的溶液。將鎳錳酸鋰加入水中，每30mL水加Ig鎳錳酸鋰，超聲活化15min得到懸池液，再向懸池液中添加質(zhì)量為镲猛酸鋰質(zhì)量I %的十二燒基三甲基溴化錢(qián)，超聲分散15min ;然后加入偏鋁酸鈉溶液，加入量為所配制偏鋁酸鈉溶液的10%，并繼續(xù)超聲15min ;邊攪拌邊向混合液中通二氧化碳?xì)怏w至溶液pH值為9.0，然后繼續(xù)攪拌30min ;向混合液中滴加剩余的偏鋁酸鈉溶液，同時(shí)通入二氧化碳?xì)怏w，通過(guò)控制二氧化碳?xì)怏w流量控制溶液PH值為9.0，并流反應(yīng)2h，然后繼續(xù)攪拌lh，再擱置老化4h后，過(guò)濾，洗滌，90°C烘干后，得到氫氧化鋁包覆的鎳錳酸鋰材料。將所得樣品置入馬弗爐中400°C熱處理2h，得到氧化鋁包覆量為3%的改性鎳錳酸鋰正極材料。用此材料做正極，鋰片做負(fù)極做成的扣式電池IC首次放電容量為129mAh/g，循環(huán)100次后容量保持率為100.2%。
[0025]實(shí)施例3:以氧化鋁的包覆量為鎳錳酸鋰LiNia5Mr^5O4材料質(zhì)量的5%計(jì)算鋁元素的摩爾量，然后換算出偏鋁酸鈉的摩爾量和質(zhì)量，并稱量鎳錳酸鋰和偏鋁酸鈉，并將偏鋁酸鈉配制成濃度為0.5mol/L的溶液。將鎳錳酸鋰加入水中，每40mL水加Ig鎳錳酸鋰，超聲活化15min得到懸濁液，再向懸濁液中添加質(zhì)量為鎳錳酸鋰質(zhì)量2%的十六烷基三甲基溴化錢(qián)，超聲分散15min ;然后加入偏鋁酸鈉溶液，加入量為所配制偏鋁酸鈉溶液的10%，并繼續(xù)超聲15min ;邊攪拌邊向混合液中通二氧化碳?xì)怏w至溶液pH值為10.0，然后繼續(xù)攪拌30min ;向混合液中滴加剩余的偏鋁酸鈉溶液，同時(shí)通入二氧化碳?xì)怏w，通過(guò)控制二氧化碳?xì)怏w流量控制溶液PH值為10.0，并流反應(yīng)6h，然后繼續(xù)攪拌lh，再擱置老化4h后，過(guò)濾，洗滌，100°C烘干后，得到氫氧化鋁包覆的鎳錳酸鋰材料。將所得樣品置入馬弗爐中450°C熱處理4h，得到氧化鋁包覆量為5%的改性鎳錳酸鋰正極材料。用此材料做正極，鋰片做負(fù)極做成的扣式電池IC首次放電容量為127mAh/g，循環(huán)100次后容量保持率為100.1%。
[0026]實(shí)施例4:其它步驟同實(shí)施例1，不同之處為表面活性劑由十六烷基三甲基溴化銨改為質(zhì)量比為1:1的四乙基氯化銨和十八烷基三甲基溴化銨的混合物。
[0027]用此材料做正極，鋰片做負(fù)極做成的扣式電池IC首次放電容量為127mAh/g，循環(huán)100次后容量保持率為99.7%。
[0028]本發(fā)明未盡事宜為公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰離子電池用鎳錳酸鋰正極材料的改性方法，其特征為包括以下步驟: (1)根據(jù)氧化鋁包覆量，按比例稱取鎳錳酸鋰(LiNia5Mnh5O4)和偏鋁酸鈉，并將偏鋁酸鈉溶于去離子水中配制成濃度為0.1-0.5mol/L的溶液；其中，氧化鋁的包覆量為鎳錳酸鋰材料質(zhì)量的0.5-5% ； (2)將鎳錳酸鋰加入水中，配比為鎳錳酸鋰JK=Ig: (10~100)mL，超聲活化15min，得到懸濁液，再向懸濁液中添加表面活性劑，超聲分散10?20min ;然后加入偏鋁酸鈉溶液，加入量為步驟(I)中所配制偏鋁酸鈉溶液的5~15%，并繼續(xù)超聲10?20min ;表面活性劑加入量為鎳錳酸鋰質(zhì)量的0.2-2% ;所述的表面活性劑為陽(yáng)離子表面活性劑； (3)邊攪拌邊向混合液中通二氧化碳?xì)怏w至溶液的pH值為8.0-10.0，然后繼續(xù)攪拌30min ； (4)向混合液中滴加步驟(I)剩余的偏鋁酸鈉溶液，同時(shí)通入二氧化碳?xì)怏w，通過(guò)控制二氧化碳?xì)怏w流量控制溶液PH值為8.0-10.0，并流反應(yīng)時(shí)間為0.5-6小時(shí)；然后繼續(xù)攪拌I小時(shí)，再擱置老化4小時(shí)后，過(guò)濾，洗滌，80~100°C烘干后，得到氫氧化鋁包覆的鎳錳酸鋰材料； (5)將步驟(4)所得樣品置入馬弗爐中300~450°C熱處理1~4小時(shí)，得到氧化鋁包覆改性的鎳錳酸鋰正極材料。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用鎳錳酸鋰正極材料的改性方法，其特征為所述的表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、四乙基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨或十二烷基三甲基溴化銨中的一種或多種。
【專利摘要】本發(fā)明為一種鋰離子電池用鎳錳酸鋰正極材料的改性方法，該方法包括以下步驟：將鎳錳酸鋰加入水中，再向懸濁液中添加表面活性劑，然后加入所配制偏鋁酸鈉溶液的5~15%，邊攪拌邊向混合液中通二氧化碳?xì)怏w至溶液的pH值為8.0~10.0；滴加剩余的偏鋁酸鈉溶液，同時(shí)通入二氧化碳?xì)怏w，控制溶液pH值為8.0~10.0，并流反應(yīng)；然后攪拌、老化，過(guò)濾，洗滌，烘干后，得到氫氧化鋁包覆的鎳錳酸鋰材料；置入馬弗爐中300~450℃熱處理得到氧化鋁包覆改性的鎳錳酸鋰正極材料。本發(fā)明包覆改性后的鎳錳酸鋰正極材料1C倍率下循環(huán)100次后的容量保持率高達(dá)99.8%，較未包覆材料提高了約10%。
【IPC分類】H01M10-0525, H01M4-36, H01M4-505, H01M4-525
【公開(kāi)號(hào)】CN104766960
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510171987
【發(fā)明人】王麗, 郅曉科, 劉貴娟, 陳丹, 梁廣川
【申請(qǐng)人】河北工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日