用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材料LiCo_xNi_yMn_zO₂的方法

专利名称：用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材料LiCo_xNi_yMn_zO₂的方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法。
背景技术：
目前所开发的锂离子电池正极材料有很多体系，其中层状锂过渡金属氧化 物体系(LiCoxNiyMnz02， 0《x,y，z《1)具有性能稳定、安全性高等优点，共 沉淀方法是制备锂过渡金属氧化物系列电极材料的重要方法，在共沉淀方法 中，以碳酸盐作为沉淀剂的又称为碳酸盐共沉淀法。由于碳酸根可以与过渡金 属形成稳定的二价碳酸盐，避免了过渡金属被进一步氧化。但是，由于碳酸盐 溶液的碱性较低，在反应过程中溶液的Ph值较低，反应过程中部分离子不完 全沉淀，导致所制备的正极材料结晶度差，所得正极材料制备的正极放电容量 低、充放电循环次数少。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了解决现有方法中碳酸盐溶液的碱性较 低导致正极材料结晶度差，正极放电容量低、充放电循环次数少的问题，提供 了一种用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材料LiCoxNiyMnz02的方法。
本发明用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材料LiCoxNiyMnz02的方 法如下 一、依照化学式LiCoxNiyMnz02，按Li元素、Ni元素与Mn元素摩
尔比为X : y : Z的比例分别称取钴盐、镍盐和锰盐，然后溶于蒸馏水中，得到
体系l，其中0《x,0《y,z《1， x、 y、 z不同时为0; 二、将碳酸钠和氨水溶 于蒸馏水中，得到体系2，其中体系l中钴离子、镍离子和锰离子总物质的量 与碳酸钠物质的量比为(x+y+z) : 1;三、在二氧化碳气氛、水温为30。C 6(TC、 pH值为8~9的条件下将体系1与体系2加入到蒸馏水中，然后在搅拌速度为 500 1000转/分的条件下搅拌12小时、过滤，再将滤渣用质量浓度为95%的 乙醇及蒸馏水洗涤的顺序交替洗涤3次，再然后将滤渣在室温、真空度为 -O.lMPa的条件下干燥10小时，得到前躯体粉末；四、将锂源与前躯体粉末 按1~1.3 : 1的摩尔比球磨混合2 6小时，再在600。C 90(TC的条件下烧结10小时，即得锂离子电池正极材料LiC NiyM^02;其中步骤一体系1中钴盐的 浓度为0.5~2 mol/L;步骤三中体系1与体系2的体积比为1:1，蒸馏水与体 系1的体积比为2.5 10 : 1。
本发明步骤一中所述的钴盐为硫酸钴、乙酸钴和硝酸钴中的一种或其中几 种的组合；步骤一中所述的镍盐为硫酸镍、乙酸镍和硝酸镍中的一种或其中几 种的组合；步骤一中所述的锰盐为硫酸锰、乙酸锰和硝酸锰中的一种或其中几 种的组合；步骤二中氨水的浓度为0.1 0.5 mol/L;步骤四中所述的锂源为碳酸 锂或氢氧化锂；步骤四中球磨的物料比为10 : 1。
本发明采用二氧化碳作为催化剂，二氧化碳部分溶于反应溶液，既提高了 反应溶液中碳酸根离子的浓度、降低了反应溶液中的残余离子量，又避免了过 渡金属离子被氧化，从而提高了电极材料的纯度和结晶度；采用氨水作为螯合 剂，与过渡金属离子形成均匀的中间体，提高了材料的均匀性。
本发明制得的锂离子电池正极材料LiCoxNiyMnz02比未采用二氧化碳作 为催化剂制得的电池正极材料的结晶度高、放电容量高，在充放电30次循环 后本发明制得的锂离子电池正极材料的容量保持率达到了 98.6%。


图1是具体实施方式
七十所得电池正极材料的X射线衍射图。图2是具 体实施方式七十一所得锂离子电池正极材料的X射线衍射图。图3是具体实 施方式七十所得电池正极材料的放电曲线图。图4是具体实施方式
七十一所得 锂离子电池正极材料的放电曲线图。图5是具体实施方式
七十所得电池正极材 料的循环性能曲线图。图6是具体实施方式
七十一所得锂离子电池正极材料的 循环性能曲线图。
具体实施例方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方 式间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材
料LiCoxNiyMnz02的方法如下 一、依照化学式LiCoxNiyMnz02，按Li元素、 Ni元素与Mn元素摩尔比为x : y : z的比例分别称取钴盐、镍盐和锰盐，然后 溶于蒸馏水中，得到体系l，其中0《x，0《y，z《1， x、 y、 z不同时为0; 二、将碳酸钠和氨水溶于蒸馏水中，得到体系2，其中体系l中钴离子、镍离子和
锰离子总物质的量与碳酸钠物质的量比为(x+y+z) : 1;三、在二氧化碳气氛、 水温为30°C~60°C、 pH值为8~9的条件下将体系1与体系2加入到蒸馏水中， 然后在搅拌速度为500 1000转/分的条件下搅拌12小时、过滤，再将滤渣用 质量浓度为95%的乙醇及蒸馏水洗涤的顺序交替洗涤3次，再然后将滤渣在室 温、真空度为-0.1MPa的条件下干燥10小时，得到前躯体粉末；四、将锂源 与前躯体粉末按1~1.3 : 1的摩尔比球磨混合2 6小时，再在60(TC 90(TC的 条件下烧结10小时，即得锂离子电池正极材料LiCoxNiyMnz02;其中步骤一 体系1中钴盐的浓度为0.5~2 mol/L;步骤三中体系1与体系2的体积比为1 :1，蒸馏水与体系1的体积比为2.5~10 : 1。
本实施方式所用球磨机为南京大学仪器厂生产的QM-3SP04的行星式球 磨机。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中所述的
钴盐为硫酸钴、乙酸钴或硝酸钴。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中所述的 钴盐为硫酸钴、乙酸钴和硝酸钴中任意两种的组合物。其它与具体实施方式
一 相同。
本实施方式中所述的钴盐中两种成分按任意比混合。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中所述的 镍盐为硫酸镍、乙酸镍和硝酸镍的组合物。其它与具体实施方式
一相同。 本实施方式中所述的钴盐中三种成分按任意比混合。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一、二、三或四不同的是歩 骤一中所述的镍盐为硫酸镍、乙酸镍或硝酸镍。其它与具体实施方式
一、二、 三或四相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一、二、三或四不同的是步 骤一中所述的镍盐为硫酸镍、乙酸镍和硝酸镍中任意两种的组合物。其它与具 体实施方式一、二、三或四相同。
本实施方式中所述的镍盐中两种成分按任意比混合。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一、二、三或四不同的是步
6骤一中所述的镍盐为硫酸镍、乙酸镍和硝酸镍的组合物。其它与
具体实施例方式
一、 二、三或四相同。 本实施方式中所述的镍盐中三种成分按任意比混合。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
五、六或七不同的是步骤一 中所述的锰盐为硫酸锰、乙酸锰或硝酸锰。其它与具体实施方式
五、六或七相 同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
五、六或七不同的是步骤一 中所述的锰盐为硫酸锰、乙酸锰和硝酸锰中任意两种的组合物。其它与具体实 施方式五、六或七相同。
本实施方式中所述的锰盐中两种成分按任意比混合。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
五、六或七不同的是步骤一 中所述的锰盐为硫酸锰、乙酸锰和硝酸锰的组合物。其它与具体实施方式
五、 六或七相同。
本实施方式中所述的锰盐中三种成分按任意比混合。
具体实施方式
十一本实施方式与具体实施方式
一、二、三、四、八、九 或十不同的是步骤二中氨水的浓度为0.1 0.5mol/L。其它与具体实施方式
一、
二、 三、四、八、九或十相同。
具体实施方式
十二本实施方式与具体实施方式
十一不同的是步骤三中水
温为5(TC。其它与具体实施方式
十一相同。
具体实施方式
十三本实施方式与具体实施方式
一、二、三、四、八、九、
十或十二不同的是步骤三中搅拌速度为800转/分。其它与具体实施方式
一、
二、三、四、八、九、十或十二相同。
具体实施方式
十四本实施方式与具体实施方式
十三不同的是歩骤四中所 述的锂源为碳酸锂或氢氧化锂。其它与具体实施方式
十三相同。
具体实施方式
十五本实施方式与具体实施方式
一、二、三、四、八、九、 十、十二或十四不同的是步骤四中球磨的物料比为10 : 1。其它与具体实施方 式一、二、三、四、八、九、十、十二或十四相同。
具体实施方式
十六本实施方式与具体实施方式
十五不同的是步骤四中烧
结温度为85(TC。其它与具体实施方式
十五相同。
具体实施方式
十七本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系1
中钴盐的浓度为O.8~1.8mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
十八本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系1
中钴盐的浓度为0.9 1.6mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
十九本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系1
中钴盐的浓度为1 1.5mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
二十本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系1
中钴盐的浓度为1.3mol/L。其它与具体实施方式
一相同其它与具体实施方式
一 相同。
具体实施方式
二十一本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系
1中镍盐的浓度为0.8~1.8mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
二十二本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系 1中镍盐的浓度为0.9 1.6mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
二十三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系
1中镍盐的浓度为l~1.5mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
二十四本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系
1中镍盐的浓度为1.3mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
二十五本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系
1中锰盐的浓度为0.8~1.8mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
二十六本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系
1中锰盐的浓度为0.9 1.6mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
二十七本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系 1中锰盐的浓度为l 1.5md/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
二十八本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系
1中锰盐的浓度为1.3mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
二十九本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系
1中钴盐的浓度为0.8 1.8mol/L，镍盐的浓度为0.9~1.7mol/L，锰盐的浓度为 0.6 1.7mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三十本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系1中钴盐的浓度为l~1.7mol/L，镍盐的浓度为1~1.6 mol/L，锰盐的浓度为 l 1.5mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三十一本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系 1中钴盐的浓度为1.2~1.5mol/L，镍盐的浓度为1.卜1.5mol/L，锰盐的浓度为 l.l~1.4mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三十二本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一体系
1中钴盐的浓度为1.4mol/L，镍盐的浓度为1.3 mol/L，锰盐的浓度为1.2mol/L。
其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三十三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中氨
水的浓度为0.15~0.45 mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三十四本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中氨
水的浓度为0.2 0.4mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三十五本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中氨
水的浓度为0.3 mol/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三十六本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中碳
酸钠与氨水的摩尔比为5.5 9.5:1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三十七本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中碳 酸钠与氨水的摩尔比为6 9:1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三十八本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中碳 酸钠与氨水的摩尔比为6.5 8.5:1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三十九本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中碳 酸钠与氨水的摩尔比为7~8:1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四十本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤二中碳酸 钠与氨水的摩尔比为7.5:1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四十一本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中的
水温为35'C 55i:。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四十二本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中的
水温为38。C 5rC。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四十三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中的水温为42"C 48'C。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四十四本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中的 水温为45"C。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四十五本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中的 pH值为8.5。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四十六本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中的
搅拌速度为550~950转/分。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四十七本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中的
搅拌速度为600 900转/分。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四十八本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中的
搅拌速度为650 850转/分。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四十九本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中的
搅拌速度为700~840转/分。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五十本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中的搅
拌速度为750转/分。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五十一本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中蒸
馏水与体系1的体积比为3~9.5 : 1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五十二本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中蒸
馏水与体系l的体积比为3.5~9 : 1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五十三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中蒸
馏水与体系i的体积比为4 8.5 : 1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五十四本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中蒸
馏水与体系1的体积比为4.5 8 : 1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五十五本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中蒸
馏水与体系1的体积比为5 7.5 : 1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五十六本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中蒸
馏水与体系1的体积比为5.5~7 : 1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五十七本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中蒸
馏水与体系i的体积比为6:1。其它与具体实施方式
一相同。
10具体实施方式
五十八本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中蒸 馏水与体系1的体积比为6.5 : 1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五十九本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中锂 源与前躯体粉末的摩尔比为1.2 : 1。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六十本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中球磨
混合时间为2.5~5.5小时。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六十一本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中球
磨混合时间为3 5小时。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六十二本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中球 磨混合时间为4小时。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六十三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中球
磨混合时间为4.5小时。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六十四本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中烧
结温度为680。C 88(TC。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六十五本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中烧
结温度为70(TC 87(TC。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六十六本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中烧 结温度为720°C~860°C 。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六十七本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中烧
结温度为75(TC 830。C。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六十八本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中烧 结温度为78(TC 81(TC。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六十九本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中烧
结温度为80(TC。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
七十本实施方式中电池正极材料的制备方法如下 一、将
56.22g CoS04'H20、 52.57g NiS04'H20和33.80g MnS04'H20溶于200mL水中， 得到体系1; 二、将171.69g NaOH和6.54g浓度为0.5 mol/L的NH3'H20溶 于200mL水中，得到体系2;三、在反应釜内水温保持4(TC、 pH为8的条件 下，将体系1和体系2以1000转/分的搅拌速度滴入装有1500mL蒸馏水的反应釜中并搅拌12小时、过滤，再将滤渣按照先用质量浓度为95%的乙醇洗涤 再用蒸馏水洗涤的顺序交替洗涤3次，再然后将滤渣在室温、真空度为-0.1MPa 的条件下干燥10小时，得到前躯体粉末；四、将27.70g LiO&H20与前躯体 粉末球磨混合5小时得到混合物，再将混合物在85(TC的条件下烧结10小时， 即得锂离子电池正极材料。
将本实施方式所得正极材料、乙炔黑和聚偏二氟乙烯按照正极材料乙炔 黑聚偏二氟乙烯为80 : 10 : 10的质量比球磨混合5小时，然后将混合物涂 在用95%的乙醇清洗过三次的铝箔上，再将涂有混合物的铝箔在IO(TC的条件 下烘干、20MPa下压制成型，得到正极，然后以金属锂为负极，北京化学试 剂研究所生产的BLE-5T型电解液为电解液，组装成CR2032扣式电池，然后 采用广东省深圳市新烕尔电子有限公司生产的型号为BTS的纽扣电池充放电 测试仪上进行恒流充放电测试，其中电压区间为2.8V 4.5V。
本实施方式所用的球磨机为南京大学仪器厂生产的QM-3SP04的行星式 球磨机。
具体实施方式
七H^—本实施方式中锂离子电池正极材料的制备方法如 下 一、将56.22g CoS04.H20、 52.57g NiS04.H20和33.80g MnS04'H20溶于 200mL水中，得到体系l; 二、将171.69gNaOH和6.54g浓度为0.5 mol/L的 NH3.H20溶于200 mL水中，得到体系2;三、将二氧化碳气体通入装有1500mL 蒸馏水的反应釜中，在反应釜内水温保持4(TC、 pH为8、保持通入二氧化碳 的条件下，将体系1和体系2以1000转/分的搅拌速度滴入反应釜中并搅拌12 小时、过滤，再将滤渣按照先用质量浓度为95%的乙醇洗涤再用蒸馏水洗涤的 顺序交替洗涤3次，再然后将滤渣在室温、真空度为-0.1MPa的条件下千燥10 小时，得到前躯体粉末；四、将27.70gLiOH，H2O与前躯体粉末球磨混合5小 时得到混合物，再将混合物在85(TC的条件下烧结IO小时，即得锂离子电池 正极材料。
将本实施方式所得正极材料、乙炔黑和聚偏二氟乙烯按照正极材料乙炔 黑聚偏二氟乙烯为80 : 10 : 10的质量比球磨混合5小时，然后将混合物涂 在用95%的乙醇清洗过三次的铝箔上，再将涂有混合物的铝箔在IO(TC的条件 下烘干、20MPa下压制成型，得到正极，然后以金属锂为负极，北京化学试剂研究所生产的BLE-5T型电解液为电解液，组装成CR2032扣式电池，然后 采用广东省深圳市新威尔电子有限公司生产的型号为BTS的纽扣电池充放电 测试仪上进行恒流充放电测试，其中电压区间为2.8V 4.5V。
本实施方式所用的球磨机为南京大学仪器厂生产的QM-3SP04的行星式 球磨机。
由图l (具体实施方式
七十所得电池正极材料的X射线衍射图。)和图2 (本实施方式所得锂离子电池正极材料的X射线衍射图)的对比可知，本实 施方式所得锂离子电池正极材料的结晶度比具体实施方式
七十所得电池正极 材料的结晶度高；由图3(具体实施方式
七十所得电池正极材料的放电曲线图) 和图4 (本实施方式所得锂离子电池正极材料的放电曲线图)的对比可知，本 实施方式所得锂离子电池正极材料的放电容量和放电平台均比具体实施方式
七十所得电池正极材料的放电容量和放电平台高；由图5 (具体实施方式
七十 所得电池正极材料的循环性能曲线图)和图6 (本实施方式所得锂离子电池正 极材料的循环性能曲线图)可知，在30次循环后本实施方式所得锂离子电池 正极材料的容量保持率达到了 98.6%，而具体实施方式
七十所得电池正极材 料的容量保持率仅为95.5%,说明本实施方式所得锂离子电池正极材料比具体 实施方式七十所得电池正极材料循环性能好。
权利要求
1、用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材料LiCoxNiyMnzO2的方法，其特征在于用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材料LiCoxNiyMnzO2的方法如下一、依照化学式LiCoxNiyMnzO2，按Li元素、Ni元素与Mn元素摩尔比为x∶y∶z的比例分别称取钴盐、镍盐和锰盐，然后溶于蒸馏水中，得到体系1，其中0≤x，0≤y，z≤1，x、y、z不同时为0；二、将碳酸钠和氨水溶于蒸馏水中，得到体系2，其中体系1中钴离子、镍离子和锰离子总物质的量与碳酸钠物质的量比为(x+y+z)∶1；三、在二氧化碳气氛、水温为30℃～60℃、pH值为8～9的条件下将体系1与体系2加入到蒸馏水中，然后在搅拌速度为500～1000转/分的条件下搅拌12小时、过滤，再将滤渣用质量浓度为95％的乙醇及蒸馏水洗涤的顺序交替洗涤3次，再然后将滤渣在室温、真空度为-0.1MPa的条件下干燥10小时，得到前躯体粉末；四、将锂源与前躯体粉末按1～1.3∶1的摩尔比球磨混合2～6小时，再在600℃～900℃的条件下烧结10小时，即得锂离子电池正极材料LiCoxNiyMnzO2；其中步骤一体系1中钴盐的浓度为0.5～2mol/L；步骤三中体系1与体系2的体积比为1∶1，蒸馏水与体系1的体积比为2.5～10∶1。
2、 根据权利要求1所述的用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材料 LiCoxNiyMnz02的方法，其特征在于步骤一中所述的钴盐为硫酸钴、乙酸钴和 硝酸钴中的 一 种或其中几种的组合。
3、 根据权利要求1或2所述的用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极 材料LiCoxNiyMr^02的方法，其特征在于步骤一中所述的镍盐为硫酸镍、乙酸 镍和硝酸镍中的一种或其中几种的组合。
4、 根据权利要求3所述的用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材料 LiCOxNiyMnz02的方法，其特征在于步骤一中所述的锰盐为硫酸锰、乙酸锰和 硝酸锰中的一种或其中几种的组合。
5、 根据权利要求1、 2或4所述的用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正 极材料LiCoxNiyMnz02的方法，其特征在于步骤二中氨水的浓度为0.1 0.5 mol/L。
6、 根据权利要求5所述的用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材料LiCoxNiyM^02的方法，其特征在于步骤三中水温为50°C。
7、 根据权利要求l、 2、 4或6所述的用二氧化碳作催化剂制备锂离子电 池正极材料LiCoxNiyMnz02的方法，其特征在于步骤三中搅拌速度为800转/ 分。
8、 根据权利要求7所述的用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材料 LiCoxNiyMnz02的方法，其特征在于步骤四中所述的锂源为碳酸锂或氢氧化锂。
9、 根据权利要求l、 2、 4、 6或8所述的用二氧化碳作催化剂制备锂离子 电池正极材料LiCoxNiyMnz02的方法，其特征在于步骤四中球磨的物料比为10二 lo
10、 根据权利要求9所述的用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材料 LiCoxNiyMnz02的方法，其特征在于步骤四中烧结温度为850°C
全文摘要
用二氧化碳作催化剂制备锂离子电池正极材料LiCo_xNi_yMn_zO₂的方法，它涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法。本发明解决了现有方法中碳酸盐溶液的碱性较低导致正极材料结晶度差，正极放电容量低、充放电循环次数少的问题。本发明方法如下1.将钴盐、镍盐、锰盐溶于蒸馏水得到体系1；2.将碳酸钠与氨水溶于蒸馏水中，得到体系2；3.将体系1与体系2加入到蒸馏水中后过滤，再将滤渣干燥，得到前躯体粉末；4.将锂源与前躯体粉末球磨混合后烧结，即得锂离子电池正极材料。本发明制得的锂离子电池正极材料结晶度高、放电容量高，并且30次循环后本发明制得的锂离子电池正极材料的容量保持率达到了98.6％。
文档编号H01M4/04GK101552332SQ20091007211
公开日2009年10月7日 申请日期2009年5月25日 优先权日2009年5月25日
发明者宇 王, 英 田, 赵儒衿, 超 邓 申请人:哈尔滨师范大学