磷酸盐表面包覆的二元层状锂离子电池正极材料及其制备方法
【专利摘要】本发明属于锂离子电池领域。提供了一种磷酸盐表面包覆的二元层状锂离子电池正极材料及其制备方法。该正极材料的化学式为：FePO4(AlPO4)/Li1+x(Ni0.5Mn0.5)O2，其中0≤x≤0.15。该正极材料的制备方法的特征在于采用Na2CO3+NH4HCO3复合碳酸盐为沉淀剂，将镍、锰同时均匀的沉淀出来，使两种元素达到原子水平上的均匀混合，合成过程不需用惰性气体保护。同时进一步对所合成的材料进行磷酸盐包覆，提高了材料的倍率性能和循环性能。本发明所需原料简单且价格低廉，产物成份通过投料比可精确控制，产物颗粒均匀，表面光滑，呈类球形，具有较高的比容量和优良的循环、倍率性能。
【专利说明】磷酸盐表面包覆的二元层状锂离子电池正极材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于锂离子电池【技术领域】，具体涉及一种磷酸盐表面包覆的二元层状锂离子电池正极材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]锂离子电池正极材料，特别是廉价、环保、高性能的锂离子电池正极材料的滞后发展，已成为制约锂电行业进一步发展的重要因素。就目前已经商业化的锂离子电池正极材料而言，尖晶石型锰酸锂和磷酸铁锂的容量还太低，LiCoO2和LiNi1/3Co1/3Mn1/302虽然在容量方面有所提升，但却含有资源稀缺、价格昂贵且毒性较大的钴元素。因此，人们一直在积极寻找一种价格低廉、环保无毒、性能优越的新型正极材料。
[0003]LiNia5Mna5O2是一种极具吸引力的正极材料，是由LiNiO2和LiMnO2按1:1形成的固溶体锂镍锰氧化物体系。该体系同时兼备了 Ni系和Mn系材料的优点:制备条件比较温和，材料的成本较低且LiNia5Mna5O2综合性能比LiNiO2和LiMnO2有很大的提高，如良好的结构稳定性和热稳定性。但LiNia5Mna5O2目前也存在着一些缺点，如:1、合成均相化合物难度大，常规高温固相反应易形成Li2MnO3而导致未反应的NiO杂相。氢氧化物共沉淀法虽然可以形成粒径分布均匀、晶形良好的纯相产物，但却必须要用惰性气体保护，增加了成本。2、由于电导率低，因而倍率性能较差。高电压下LiNia5Mna5O2在充放电过程中的容量衰减较快，循环稳定性较差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对传统方法制备的LiNitl ^ntl 502材料存在的问题，相应地提出了以下解决方案:
[0005]1、采用Na2COJNH4HCO3复合碳酸盐为沉淀剂，将镍、锰同时均匀的沉淀出来，使两种元素达到原子水平上的均匀混合。MnCO3不易被氧化，合成过程不需用惰性气体保护，克服了氢氧化物共沉淀法的不足；
[0006]2、将洗涤完全的共沉淀前躯体与锂盐在酒精介质中研磨，保证了前躯体与锂盐的充分均匀混合，保证了产品的批次稳定性；
[0007]3、进一步对所合成的材料进行磷酸盐包覆，提高了材料的倍率性能和循环性能。
[0008]本发明的另一目的是提供所述材料的制备方法。
[0009]该锂离子电池正极材料为磷酸盐表面包覆的镍锰酸锂二元正极材料，具有如下化学通式 FePO4 (AlPO4)/Li1+X (Nitl 5Mntl 5) O2，其中 O ≤ x ≤ 0.15。
[0010]所述磷酸盐表面包覆的二元层状锂离子电池正极材料制备方法，包括如下步骤:
[0011](1)将水溶性的镍盐、锰盐按摩尔比1:1溶于去离子水中，配成金属离子浓度为
0.25 ~1.0mol/L 的溶液；
[0012](2)配制浓度为0.5~2.0mol/L的Na2C03+NH4HC03复合碳酸盐溶液及浓度为2.0mol/L的氨水；
[0013](3)配制浓度为0.05~0.4mol/L的可溶性铁盐或铝盐溶液及浓度为0.05~
0.4mol/L 的 NH4H2PO4 或(NH4)2HPO4 溶液；
[0014](4)将步骤(1) (2) (3)中分别配制的镍锰溶液、Na2C03+NH4HC03溶液及氨水缓慢滴加到连续搅拌的反应釜中，并通过调节滴加氨水的速度控制溶液的PH值为8.0~9.5，调节搅拌器的转速为400~600r/min，反应温度为40~80°C ；
[0015](5)对步骤(4)中反应釜内的物料剧烈搅拌6~10小时，反应完后成继续陈化5~10小时得到淡蓝色沉淀。将沉淀过滤、洗涤和干燥得到镍锰复合碳酸盐前躯体。
[0016](6)为了保证配锂的均匀，将前躯体与锂源化合物在酒精介质中研磨均匀，并在80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在400~600°C下预烧6小时，使的沉淀前躯体与锂源化合物完全分解为氧化物。将预烧后得到的混合氧化物球磨、压片使其充分接触，最后采用高温分段煅烧方式即:700°C保温6小时之后继续升温至900°C恒温6小时，升温速率为3~50C /min。淬冷，过300目筛，得到晶型完好的Li1+X(Ni0.5Mn0.5)O2材料，其中O≤x≤0.15。
[0017](7)取一定量步骤(6)所得产物分散于去离子水中形成悬浊液，激烈搅拌下加入计量比的可溶性铁盐或铝盐溶液，同时将计量比的NH4H2PO4或(NH4)2HPO4溶液逐滴滴入，激烈搅拌4~8小时。过滤、洗涤，80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在400~600°C下煅烧4~6小时，随炉冷却，得到磷酸盐表面包覆的类球形LiLx(Nia5Mna5)O2材料，其中O < X < 0.15。
[0018]进一步 ，步骤⑵所述Na2C03+NH4HC03复合碳酸盐溶液中，Na2CO3与NH4HCO3摩尔比为 1: 2。
[0019]进一步，步骤(4)所述Na2C03+NH4HC03复合碳酸盐溶液相对于镍锰混合溶液的过量系数为1.1~1.3。
[0020]进一步，所述镍盐为硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍中的至少一种；所述锰盐为硝酸锰、醋酸锰、硫酸锰、氯化锰中的至少一种；所述锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、醋酸锂中的一种或几种的混合物。可溶性铁盐为硝酸铁、氯化铁中的一种；可溶性铝盐为硝酸铝、氯化铝中的一种。
[0021]进一步，步骤(7)所述磷酸盐的包覆量为=FePO4 (AlPO4)/Li1+X (Nia5Mna5) O2的质量比为 0.5% -2.0%。
[0022]进一步，步骤(6) (7)所得材料具有类球形形貌，粒径为200~400nm间。
[0023]本发明的有益效果:
[0024](I)本发明所采用的共沉淀方法克服了以往氢氧化物共沉淀法的不足，制备的正极材料具有类球形形貌且颗粒为纳米尺寸，粒径分布均匀，表面光滑，结晶性好。
[0025](2)本材料以镍、锰为基础，完全摒弃了昂贵的钴元素，成本较低，对环境保护及电动汽车的推广具有较大的现实意义。
[0026](3)采用环保、低价、稳定的磷酸盐为包覆层，提高了电导率，使倍率性能有所提升；进一步抑制了正极材料与电解液间的反应，减缓了容量的衰减速率，提高了循环性能。
[0027]本发明所制备的磷酸盐包覆材料在55°C、0.1C下(2.5~4.6V电压范围内)首次放电比容量为220.0mAh/g左右，50次循环后容量保持率为95.7%左右。【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明实施例二所制备的包覆1.0% FePO4的Lihl(Nia5Mna5)O2的SEM图
-1'TfeP曰。
[0029]图2是本发明实施例二所制备的包覆1.0% FePO4的Lihl(Nia5Mna5)O2的首次充放电容量曲线图。
[0030]图3是本发明实施例二所制备的Li1.1 (Ni0.5Mn0.5) O2和包覆1.0 % FePO4的Li1.1 (Ni0.5Mn0.5) O2的循环倍率比较图，其中曲线A、B分别是Li1.工(Ni0.5Mn0.5) O2、包覆1.0 %FePO4 的 Liu(Nia5Mna5)Oy
[0031]图4是本发明实施例六所制备的Lihl5(Nia5Mna5)O2的SEM图谱。
[0032]图5是本发明实施例六所制备的包覆2.0% AlPO4的Lihl5(Nitl5Mna5)O2的首次充放电容量曲线图。
[0033]图6是本发明实施例六所制备的Li1.15 (Ni0.5Mn0.5) O2和包覆2.0 % AlPO4的Lil15 (Ni0.5Mn0.5) O2的循环倍率比较图，其中曲线A、B分别是Lih 15 (Ni0.5Mn0.5) O2、包覆2.0 %AlPO4 的 LiL15 (Ni0.5Mn0.5) O20
【具体实施方式】
[0034]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明，其并不以任何方式限制本发明。
[0035]实施例一表面包覆0.5% FePO4 的 Li (Ni。.5Mn0.5) O2
[0036](I)将 0.1mol Ni (CH3COOH)2.4H20、0.1mol Mn (CH3COOH) 2.4Η20 溶于 800mL 去离子水中，形成0.25mol/L的溶液；将0.1lmol Na2CO3和0.22moINH4HCO3溶于660mL去离子水中，形成0.5mol/L的溶液(复合碳酸盐过量系数为1.1);将0.1340gFe (NO3)3.9H20溶于5mL去离子水中形成0.066mol/L的溶液；将0.0375g NH4H2PO4溶于5mL去离子水中形成
0.066mol/L 的溶液。
[0037](2)将步骤(1)中配制的镍锰溶液、Na2C03+NH4HC03溶液缓慢均匀滴加到连续搅拌的反应釜中，并滴加2.0mol/L的氨水调节溶液的PH值为8.0，调节搅拌器的转速为400r/min,反应温度为40°C，反应时间6小时，然后继续陈化5小时得到淡蓝色沉淀。将沉淀过滤、洗涤和干燥得到淡蓝色镍锰复合碳酸盐前躯体。
[0038](3)将以上镍锰碳酸盐前躯体与0.2molLi0H在酒精介质中研磨均匀，并在80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在500°C下预烧6小时。将预烧后得到的混合氧化物球磨、压片，最后在700°C保温6小时之后继续升温至900°C恒温6小时，升温速率为3°C /min。淬冷，过300目筛，得到晶型完好的Li (Ni0.5Mn0.5) O2。
[0039](4)取IOg步骤(3)所得产物分散于去离子水中形成悬浊液，激烈搅拌下逐滴将步骤⑴中的Fe (NO3) 3.9H20及NH4H2PO4溶液加入，激烈搅拌4小时。过滤、洗涤，80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在400°C下煅烧4小时，随炉冷却，得到表面包覆0.5% FePO4的 Li (Nia5Mna5)O2 材料。
[0040]实施例2 表面包覆 1.0% FePO4 的 Li1.! (Ni0.5Mn0.5) O2
[0041](I)将 0.1mol Ni (CH3COOH)2.4H20、0.1mol Mn (CH3COOH) 2.4Η20 溶于 400mL 去离子水中，形成0.5mol/L的溶液；将0.12mol Na2CO3和0.24moINH4HCO3溶于300mL去离子水中，形成1.2mol/L的溶液(复合碳酸盐过量系数为1.2);将0.2680gFe (NO3)3.9H20溶于5mL去离子水中形成0.132mol/L的溶液；将0.0750g NH4H2PO4溶于5mL去离子水中形成
0.132mol/L 的溶液。
[0042](2)将步骤(1)中配制的镍锰溶液、似20)3+順4!10)3溶液缓慢均匀滴加到连续搅拌的反应釜中，并滴加2.0mol/L的氨水调节溶液的PH值为8.0，调节搅拌器的转速为500r/min,反应温度为60°C，反应时间6小时，然后继续陈化6小时得到淡蓝色沉淀。将沉淀过滤、洗涤和干燥得到淡蓝色镍锰复合碳酸盐前躯体。
[0043](3)将以上镍锰碳酸盐前躯体与0.1ImolLi2CO3在酒精介质中研磨均匀，并在80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在500°C下预烧6小时。将预烧后得到的混合氧化物球磨、压片，最后在700°C保温6小时之后继续升温至900°C恒温6小时，升温速率为5°C /min。淬冷，过300目筛，得到晶型完好的LiL1 (Ni0.5Mn0.5) O20
[0044](4)取IOg步骤(3)所得产物分散于去离子水中形成悬浊液，激烈搅拌下逐滴将步骤⑴中的Fe (NO3) 3.9H20及NH4H2PO4溶液加入，激烈搅拌6小时。过滤、洗涤，80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在500°C下煅烧5小时，随炉冷却，得到表面包覆1.0% FePO4的 Lihl (Nia5Mna5)O2 材料。
[0045]将本实施例制备的材料组装成扣式电池并进行恒流充放电测试，如图1所示，在
2.5~4.6V电压范围内，55 °C下首次放电比容量和库伦效率分别为227.03mAh/g(0.1C)和94.6%。图2为该材料的SEM图，可看出该材料呈类球形，颗粒较小，粒径分布在200~400nm之间。图3中曲线A、B分别为Lil.1 (Nitl 5Mntl 5)O2和表面包覆1.0 % FePO4的LiL1(Ni0.5Mn0.5)02在55° C下的循环倍率曲线，0.5C，IC和2C不同倍率下首次放电容量分别为 0.1C 下的 89.8%,83.1%,76.1% (以曲线 B 为例)。
[0046]实施例3 表面包覆 2.0% FePO4 的 Li1.! (Ni。.5Mn0.5) O2
[0047](I)将 0.1mol Ni (NO3)2.6H20、0.1mol Mn (NO3)2.6Η20 溶于 400mL 去离子水中，形成0.5mol/L的溶液；将0.1lmolNa2CO3和0.22moINH4HCO3溶于200mL去离子水中，形成
1.65mol/L的溶液(复合碳酸盐过量系数为1.1);将0.3575gFeCl3.6H20溶于5mL去离子水中形成0.264mol/L的溶液；将0.1750g (NH4) 2ΗΡ04溶于5mL去离子水中形成0.264mol/L的溶液。
[0048](2)将步骤⑴中配制的镍锰溶液、似20)3+順4!10)3溶液缓慢均匀滴加到连续搅拌的反应釜中，并滴加2.0mol/L的氨水调节溶液的PH值为8.5，调节搅拌器的转速为500r/min,反应温度为60°C，反应时间8小时，然后继续陈化8小时得到淡蓝色沉淀。将沉淀过滤、洗涤和干燥得到淡蓝色镍锰复合碳酸盐前躯体。
[0049](3)将以上镍锰碳酸盐前躯体与0.22molLiN03在酒精介质中研磨均匀，并在80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在500°C下预烧6小时。将预烧后得到的混合氧化物球磨、压片，最后在700°C保温6小时之后继续升温至900°C恒温6小时，升温速率为5°C /min。淬冷，过300目筛，得到晶型完好的Li1.1 (Ni0.5Mn05) O2。
[0050](4)取IOg步骤(3)所得产物分散于去离子水中形成悬浊液，激烈搅拌下逐滴将步骤(I)中的FeCl3.6H20及(NH4)2ΗΡ04溶液加入，激烈搅拌6小时。过滤、洗涤，80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在500°C下煅烧5小时，随炉冷却，得到表面包覆2.0% FePO4的Li11(Nia5Mna5)Oj^iK[0051 ]实施例 4 表面包覆 2.0% FePO4 的 Li1.15(Ni0.5Mn0.5)O2
[0052](I)将 0.1molNiSO4.4Η20、0.ImolMnSO4.Η20 溶于 200mL 去离子水中，形成 1.0mol/L 的溶液；将 0.13moINa2CO3 和 0.26moINH4HCO3 溶于 200mL 去离子水中，形成 1.95mol/L的溶液(复合碳酸盐过量系数为1.3);将0.3575gFeCl3.6H20溶于5mL去离子水中形成
0.264mol/L的溶液；将0.1750g (NH4) 2ΗΡ04溶于5mL去离子水中形成0.264mol/L的溶液。
[0053](2)将步骤⑴中配制的镍锰溶液、似20)3+順4!10)3溶液缓慢均匀滴加到连续搅拌的反应釜中，并滴加2.0mol/L的氨水调节溶液的PH值为9.0，调节搅拌器的转速为600r/min，反应温度为80°C，反应时间10小时，然后继续陈化10小时得到淡蓝色沉淀。将沉淀过滤、洗涤和干燥得到淡蓝色镍锰复合碳酸盐前躯体。
[0054](3)将以上镍锰碳酸盐前躯体与0.23molCH3C00Li在酒精介质中研磨均匀，并在80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在500°C下预烧6小时。将预烧后得到的混合氧化物球磨、压片，最后在700°C保温6小时之后继续升温至900°C恒温6小时，升温速率为5°C /min。淬冷，过300目筛，得到晶型完好的Lihl5(Nia5Mna5)O^
[0055](4)取IOg步骤(3)所得产物分散于去离子水中形成悬浊液，激烈搅拌下逐滴将步骤(I)中的FeCl3.6H20及(NH4)2ΗΡ04溶液加入，激烈搅拌6小时。过滤、洗涤，80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在600°C下煅烧6小时，随炉冷却，得到表面包覆2.0% FePO4的Lihl5(Nia5Mna5)O2M料。
[0056]实施例5 表面包覆 1.0% AlPO4 的 Li105(Nia5Mn05)O2
[0057](1)将 0.1mol Ni (CH3COOH)2.4H20、0.1mol Mn (CH3COOH) 2.4Η20 溶于 400mL 去离子水中，形成0.5mol/L的溶液；将0.12mol Na2CO3和0.24moINH4HCO3溶于200mL去离子水中，形成1.8mol/L的溶液(复合碳酸盐过量系数为1.1);将0.3075gAl (NO3) 3.9H20溶于5mL去离子水中形成0.164mol/L的溶液；将0.1075g(NH4)2ΗΡ04溶于5mL去离子水中形成
0.164mol/L 的溶液。
[0058](2)将步骤⑴中配制的镍锰溶液、似20)3+順4!10)3溶液缓慢均匀滴加到连续搅拌的反应釜中，并滴加2.0mol/L的氨水调节溶液的PH值为9.0，调节搅拌器的转速为500r/min，反应温度为60°C，反应时间6h，然后继续陈化6h得到淡蓝色沉淀。将沉淀过滤、洗涤和干燥得到淡蓝色镍锰复合碳酸盐前躯体。
[0059](3)将以上镍锰碳酸盐前躯体与0.105mol Li2CO3在酒精介质中研磨均匀，并在80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在500°C下预烧小时。将预烧后得到的混合氧化物球磨、压片，最后在700°C保温6小时之后继续升温至900°C恒温6小时，升温速率为5°C/min。淬冷，过300目筛，得到晶型完好的LiL1 (Ni0.5Mn0.5) O20
[0060](4)取IOg步骤(3)所得产物分散于去离子水中形成悬浊液，激烈搅拌下逐滴将步骤(1)中的Α1(Ν03)3.9Η20及(NH4)2HPO4溶液加入，激烈搅拌6小时。过滤、洗漆，80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在500°C下煅烧5小时，随炉冷却，得到表面包覆1.0% AlPO4的 Lihl (Nia5Mna5)O2 材料。
[0061]实施例6 表面包覆 2.0% AlPO4 的 Lihl5(Nia5Mna5)O2
[0062](I)将 0.1mol NiCl2.6H20、0.1molMnCl2.4Η20 溶于 200mL 去离子水中，形成
1.0mol/L的溶液；将0.13mol Na2CO3和0.26mol NH4HCO3溶于300mL去离子水中，形成
1.3mol/L的溶液(复合碳酸盐过量系数为1.3);将0.2187gAlCl3溶于5mL去离子水中形成0.328mol/L的溶液；将0.1886gNH4H2P04溶于5mL去离子水中形成0.328mol/L的溶液。
[0063](2)将步骤(1)中配制的镍锰溶液、似20)3+順4!10)3溶液缓慢均匀滴加到连续搅拌的反应釜中，并滴加2.0mol/L的氨水调节溶液的PH值为9.5，调节搅拌器的转速为600r/min,反应温度为60°C，反应时间6小时，然后继续陈化6小时得到淡蓝色沉淀。将沉淀过滤、洗涤和干燥得到淡蓝色镍锰复合碳酸盐前躯体。
[0064](3)将以上镍锰碳酸盐前躯体与0.23mol LiOH在酒精介质中研磨均匀，并在80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在500°C下预烧6小时。将预烧后得到的混合氧化物球磨、压片，最后在700°C保温6小时之后继续升温至900°C恒温6小时，升温速率为5°C /min。淬冷，过300目筛，得到晶型完好的Li1.! (Ni0.5Mn0.5) O2。
[0065](4)取IOg步骤(3)所得产物分散于去离子水中形成悬浊液，激烈搅拌下逐滴将步骤(1)中的AlCl3及NH4H2PO4溶液加入，激烈搅拌6小时。过滤、洗涤，80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在500°C下煅烧5小时，随炉冷却，得到表面包覆2.0% AlPO4的Lihl(Nia5Mna5)O2M料。
[0066]将本实施例制备的材料组装成扣式电池并进行恒流充放电测试，如图5所示，在
2.5~4.6V电压范围内，55°C下首次放电比容量和库伦效率分别为216.34mAh/g(0.1C)和93.0%。从图4可看出该材料呈类球形，颗粒较小，粒径分布在200~400nm之间。图6中曲线 A、B 分别 Li1.15 (Ni0.5Mn0.5) O2 和表面包覆 2.0 % AlPO4 的 Li1.15 (Ni0.5Mn0.5) O2 在 55°C 下的循环倍率曲线，0.5C，IC和2C不同倍率下首次放电容量分别为0.1C下的91.1 %，84.5%，78.3% (以曲线B为 例)。
【权利要求】
1.磷酸盐表面包覆的二元层状锂离子电池正极材料，其特征在于:具有如下化学通式FePO4(AlPO4)/Li 1+x(Ni。.5Mna5)O2，其中 O ≤ χ ≤ 0.15。
2.权利要求1所述磷酸盐表面包覆的二元层状锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将水溶性的镍盐、锰盐按摩尔比1:1溶于去离子水中，配成金属离子浓度为0.25 ~1.0mol/L 的溶液； (2)配制浓度为0.5~2.0mol/L的Na2C03+NH4HC03复合碳酸盐溶液及浓度为2.0mol/L的氨水； (3)配制浓度为0.01~0.05mol/L的可溶性铁盐或铝盐溶液及浓度为0.01~0.05mol/L 的 NH4H2PO4 或(NH4)2HPO4 溶液； (4)将步骤(1)(2) (3)中分别配制的镍锰溶液、他20)3+順4!10)3溶液及氨水缓慢滴加到连续搅拌的反应釜中，并通过调节滴加氨水的速度控制溶液的PH值，调节搅拌器的转速及反应温度。剧烈搅拌6~10小时，反应完成后继续陈化5~10小时。将沉淀过滤、洗涤和干燥得到镍锰复合碳酸盐前躯体。 (5)将前躯体与锂源化合物在酒精介质中研磨均匀，并在80°C真空干燥箱中干燥12小时，预烧6小时。球磨，压片，高温煅烧，淬冷，过300目筛，得到晶型完好的Li1+X (Ni0.5Mn0.5) O2材料，其中O≤X≤0.15。 (6)取一定量步骤(5)所得产物分散于去离子水中，搅拌下加入计量比的可溶性铁盐或铝盐溶液，同时将计量比的NH4H2PO4或(NH4)2HPO4溶液逐滴滴入，剧烈搅拌4~8小时。过滤、洗涤，80°C真空干燥箱中干燥12小时，然后在400~600°C下煅烧6小时，随炉冷却，得到磷酸盐表面包覆的类球形Li1+X(Mia5Mna5)O2材料，其中O≤X≤0.15。
3.根据权利要求2所述磷酸盐表面包覆的锂离子电池正极材料制备方法，其特征在于:步骤(1)所述镍盐为硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍中的至少一种；所述锰盐为硝酸锰、醋酸锰、硫酸锰、氯化锰中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤(2)所述Na2C03+NH4HC03复合碳酸盐溶液中，Na2CO3与NH4HCO3摩尔比为1: 2。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤(3)所述可溶性铁盐为硝酸铁、氯化铁中的一种；可溶性铝盐为硝酸铝、氯化铝中的一种。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤(4)所述Na2C03+NH4HC03复合碳酸盐溶液相对于镍锰混合溶液的过量系数为1.1~1.3。所述PH值为8.0~9.5，搅拌器的转速为400~600r/min，反应温度为40~80°C。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤(5)所述锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、醋酸锂中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤(5)所述预烧温度为400~600°C，高温煅烧方式为:700°C保温6小时之后继续升温至900°C恒温6小时，升温速率为3~5°C /min。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:步骤(6)所述磷酸盐的包覆量为:FePO4 (AlPO4) /Li1+X (Ni0.5Mn0.5) O2 的质量比为 0.5 % ~2.0 %。
【文档编号】H01M4/48GK103943862SQ201310023489
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年1月23日 优先权日:2013年1月23日
【发明者】张海朗, 宋腾飞 申请人:江南大学