一种锂离子电池正极材料的制备方法与流程

本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法，属于新能源锂电池正极材料技术领域。

背景技术：

对于锂离子电池，正极材料是其最主要的组成部分，也是决定其电化学性能的最关键部分，所以正极材料的性能极大的影响了锂离子电池的性能，因此使用较好的制备工艺制备正极材料也是非常必要的。

目前主要的合成纳米片方法主要有共沉淀法、水热法、离子交换法、溶胶-凝胶法等，普通沉淀法合成的颗粒较厚，不能形成单晶纳米片；采用水热法虽然能形成形貌极好的单晶纳米片，但其工艺成本较高。

超声波是一种机械波，在液体介质传播过程中它引起媒质分子以其平衡位置为中心的振动，媒质受到的作用力足够大，分子间的平均距离就会增大到超过极限距离，从而破坏液体结构的完整性，导致出现空腔和空穴，但这些空穴在相继而来的声波正压下又将向内压缩，其结果是一些空化泡将进入持续振荡阶段，而另一些空化泡将完全崩溃，当这些微小的气泡破裂时，产生瞬间的高温、高压，形成所谓的“热点”，产生强烈的冲击波，对共沉淀过程起到明显的加速作用，使晶格生长完整，得到颗粒结晶度更高；另一方面超声波使液体出现湍流的力学特性，降低扩散阻力，同时使固体表面膜破坏，加速了传质过程，大大提高了产物的收率，同时能更好地改善颗粒的尺寸和空间分布，最终达到均匀分散的目的。表面活性剂可以作为控形剂，在形核阶段附着于新形成的颗粒表面，阻止其颗粒进一步长大，同时起到控形作用，使形成的颗粒在长大过程中择优生长，最终形成单晶纳米片。

技术实现要素：

本发明所使用的方法是共沉淀和高温固相法的组合：共沉淀法制备出混合均匀的氢氧化物前驱体，再经过喷雾干燥后高温固相法烧结处理后得到均一的球形氧化物前驱体，最后将球形氧化物前驱体掺锂固相烧结得到电化学性能良好的球形正极材料。

本发明提供一种锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）配制浓度为0.5～4mol/L的金属盐溶液，得到溶液A；

（2）配制沉淀剂和络合剂的混合溶液，得到溶液B，其中沉淀剂的浓度为2～4mol/L，络合剂的浓度为0.2～3mol/L；

（3）将表面活性剂与水按照1g表面活性剂比100mL水的比例，混合均匀，滴加氨水将混合液的pH值调至10～13，得到溶液C；

（4）按照溶液A中的金属离子与溶液B中沉淀剂的摩尔比为1∶（2.1～3）的比例，将溶液A和溶液B同时逐滴滴加到溶液C中，其中溶液A和溶液C的体积比为1∶(5～7），滴加过程控制溶液C中pH值为10～13，温度为40～70℃，在惰性气氛、超声波空化和搅拌的协同作用下，直至滴加完毕后停止滴加，得到悬浮液；

（5）将步骤（4）的悬浮液洗涤至中性，持续超声振动分散的悬浮液进行喷雾干燥；

（6）将步骤（5）的产物在500～700℃焙烧3～8h，随炉冷却到室温，得到球性氧化物；

（7）将步骤（6）的产物与锂源按质量比为（1.1～3.6）∶1的比例混合，再将混合物进行焙烧，焙烧工艺为：在室温下，按5-10℃/min的升温速率升温至450～650℃，保温60～180min，然后按5-10℃/min的升温速率升温至750～950℃，保温600～900min，最后随炉冷却到室温，所得产物即为锂离子电池正极材料。

优选的，步骤（1）所述金属盐为硫酸镍、硝酸镍、醋酸镍、硫酸锰、硝酸锰、醋酸锰、硫酸钴、硝酸钴、醋酸钴中的一种或几种的任意比例混合。

优选的，步骤（2）所述沉淀剂为NaOH和/或KOH；所述络合剂为氨水、柠檬酸或乙二胺四乙酸二钠。

优选的，步骤（3）所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠C₁₈H₂₉NaO₃S、聚乙烯吡咯烷酮(C₆H₉NO)_n、油胺9-十八烯胺CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇CH₂NH₂、C₂₀H₃₇NaO₇S（气溶胶）、十六烷基三甲基溴化铵C₁₆H₃₃(CH₃)₃NBr 或双十二烷基二甲基溴化铵C₂₆H₅₆BrN。

优选的，步骤（5）喷雾干燥时风机频率为20～60Hz，蠕动泵转速为20～60r/min，通针间隔时间为4.0s。

优选的，步骤（7）所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂或硝酸锂。

本发明的优点和有益效果为：

使用表面活性剂能够有效地控制结晶的形貌，使合成产物具有明显的片状结构；喷雾干燥出来的产物团聚成的颗粒大小均匀，为后面焙烧得到尺寸均一的球形颗粒打好了基础；喷雾干燥也为制备球形氧化物提供了一个高效、简便又省时的方法；而球形结构的电极材料又能有效的提高电池的性能。

附图说明

图1为本发明实施例1步骤（5）得到的产物的TEM图；

图2为本发明实施例1步骤（5）得到的产物的TEM衍射光斑图；

图3为本发明实施例1步骤（6）产物的 XRD图；

图4为本发明实施例1得到的锂离子电池正极材料的XRD图；

图5为本发明实施例1得到的锂离子电池正极材料做成锂离子电池的首次充放电图；

图6为本发明实施例2步骤（5）得到的产物的TEM图；

图7为本发明实施例2步骤（5）得到的产物的SEM图；

图8为本发明实施例2步骤（6）产物的SEM图；

图9为本发明实施例2得到的锂离子电池正极材料做成锂离子电池的首次充放电图；

图10为本发明实施例3步骤（5）得到的产物TEM图；

图11为本发明实施例3步骤（6）产物的SEM图；

图12为本发明实施例3得到的锂离子电池正极材料的XRD图；

图13为本发明实施例7步骤（5）得到的产物的TEM图；

图14为本发明实施例7步骤（5）得到的产物的SEM图；

图15为本发明实施例7步骤（6）产物的SEM图；

图16为本发明实施例7得到的锂离子电池正极材料的XRD图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例进一步说明本发明，需要指出的是，以下实施例只用于说明本发明的具体实施方法，并不能限制本发明权利保护范围。

实施例1

本实施例所述锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）用50mL的蒸馏水配制浓度为2mol/L的金属盐溶液，得到溶液A，其中金属盐为摩尔比为5∶2∶3的硫酸镍、硫酸锰和硫酸钴的混合物；

（2）用蒸馏水配制沉淀剂氢氧化钾与络合剂氨水的混合溶液，得到B溶液，氢氧化钾的浓度为3mol/L，氨水的浓度为2mol/L；

（3）将3g表面活性剂倒入盛有300mL蒸馏水反应釜中，并混合均匀，再滴加氨水将溶液的pH调至11，得到溶液C，其中表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮；

（4）按照溶液A中金属阳离子与溶液B中沉淀剂的摩尔比为1∶2.1的比例，将溶液A和溶液B同时逐滴滴加到溶液C中，反应过程中控制反应釜中溶液的pH值为11，温度为50℃，在惰性气氛、超声波空化和搅拌分散的协同作用下反应直至滴完，得到悬浮液，其中，超声功率按溶液体积控制在1800W每升溶液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速率控制反应体系的pH值为11；

（5）将步骤（4）的悬浮液用蒸馏水洗涤至中性，然后使用超声波保持振动分散，将超声波持续振动分散的悬浮液喷雾干燥，喷雾干燥条件为风机频率60Hz，蠕动泵转速60r/min，通针间隔时间为4.0s，所得到的产物为喷雾干燥后的镍钴锰复合氢氧化物；

（6）将步骤（5）所得的产物以500℃焙烧5h，再随炉冷却到室温，得到球性氧化物；

（7）将步骤（6）的产物与碳酸锂按质量比为2.5∶1的比例混合，再将得到的混合物放入电阻炉中进行焙烧，焙烧工艺为：在室温下，按8℃/min的升温速率升至500℃，保温60min，然后又按8℃/min的升温速率升至850℃，保温720min，最后随炉冷却到室温，所得产物即为锂离子电池正极材料（LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂）。

本实施例步骤（5）所得到的产物的TME图像如图1，可以看出是明显的正六边形纳米片状结构，尺寸在300nm左右，由图2衍射光斑图可以看出，产物为密排六方结构；本实施例步骤（6）所得到的球形氧化物的XRD图，如图3，可以从相结构看出其中主要物质为MnCo₂O₄；所得到的锂离子电池正极材料的XRD，如图4所示，可以看出所制备的正极材料属于六方晶系R3m空间群，具有典型α-NaFeO₂层状结构，且没有杂峰，峰形尖锐，说明产物结晶较好，且纯度较高，图5所示为锂离子电池正极材料做成锂离子电池的首次充放电图，从图中可以看出，在0.1C的倍率下首次放电比容量为162mAhg^-1。

实施例2

本实施例所述锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）用50mL的蒸馏水配制浓度为4mol/L的金属盐溶液，得到溶液A，其中金属盐为摩尔比为5∶1∶4的醋酸镍、硝酸锰和硝酸钴的混合物；

（2）再用蒸馏水配制沉淀剂与络合剂柠檬酸的混合溶液，得到B溶液，沉淀剂为浓度为4mol/L氢氧化钠和浓度为4mol/L氢氧化钾混合的混合物，柠檬酸的浓度为1mol/L；

（3）将3.5g表面活性剂倒入盛有350mL蒸馏水反应釜中，并混合均匀，再滴加氨水将溶液的pH调至12，得到溶液C，其中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；

（4）按照溶液A中金属阳离子与溶液B中沉淀剂的摩尔比为1∶2.5的比例，将溶液A和溶液B同时逐滴滴加到溶液C中，反应过程中控制反应釜中溶液的pH值为12，温度为60℃，在惰性气氛、超声波空化和搅拌分散的协同作用下反应直至滴完，得到悬浮液，其中，超声功率按溶液体积控制在1800W每升溶液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速率控制反应体系的pH值为12；

（5）将步骤（4）的悬浮液用蒸馏水洗涤至中性，然后使用超声波保持振动分散，将超声波持续振动分散的悬浮液喷雾干燥，喷雾干燥条件为风机频率40Hz，蠕动泵转速40r/min，通针间隔时间为4.0s，所得到的产物为喷雾干燥后的镍钴锰复合氢氧化物；

（6）将步骤（5）所得的产物以600℃焙烧4h，再随炉冷却到室温，得到球性氧化物；

（7）将步骤（6）的产物与氢氧化锂按质量比为3∶1的比例混合，再将得到的混合物放入电阻炉中焙烧，焙烧工艺为：在室温下，按5℃/min的升温速率升至450℃，保温120min，然后又按8℃/min的升温速率升至950℃，保温600min，最后随炉冷却到室温，所得产物即为锂离子电池正极材料（LiNi_0.5Co_0.1Mn_0.4O₂）。

本实施例步骤实施例2中步骤（5）的产物的TEM图，如图6，可以看出其尺寸为100nm左右的片状结构，如图7所示SEM图，可知为颗粒结构；如图8是制备得到的球形氧化物的SEM图，可是步骤（6）得到的产物为球形结构；图9为所制备的正极材料在0.1C的倍率下首次放电图，可以看出其首次放电比容量为158mAhg^-1。

实施例3

本实施例所述锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）用50mL的蒸馏水配制浓度为3mol/L的金属盐溶液，得到溶液A，其中金属盐为摩尔比为5∶3∶2的醋酸镍、醋酸锰和醋酸钴的混合物；

（2）再用蒸馏水配制沉淀剂氢氧化钠与络合剂乙二胺四乙酸二钠的混合溶液，得到B溶液，其中氢氧化钠的浓度为4mol/L，乙二胺四乙酸二钠的浓度为0.2mol/L；

（3）将2.5g表面活性剂倒入盛有250mL蒸馏水反应釜中，并混合均匀，再滴加氨水将溶液的pH调至10，得到C溶液，其中表面活性剂为油胺；

（4）按照溶液A中金属阳离子与溶液B中沉淀剂的摩尔比为1∶3的比例，将溶液A和溶液B同时逐滴滴加到溶液C中，反应过程中控制溶液pH值为10，温度为70℃，在惰性气氛、超声波空化和搅拌分散的协同作用下反应直至滴完，得到悬浮液，其中，超声功率按溶液体积控制在1800W每升溶液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速率控制反应体系的pH值为10；

（5）将步骤（4）的悬浮液用蒸馏水洗涤至中性，然后使用超声波保持振动分散，将超声波持续振动分散的悬浮液喷雾干燥，喷雾干燥条件为风机频率20Hz，蠕动泵转速20r/min，通针间隔时间为4.0s，所得到的产物为喷雾干燥后的镍钴锰复合氢氧化物；

（6）将步骤（5）所得的产物在以700℃焙烧3h，再随炉冷却到室温，得到球性氧化物；

（7）将步骤（6）的产物与硝酸锂按质量比为2∶1的比例混合，再将得到的混合物放入电阻炉中焙烧，焙烧工艺为：在室温下，按10℃/min的升温速率升至650℃，保温80min，然后又按5℃/min的升温速率升至750℃，保温900min，最后随炉冷却到室温，所得产物即为锂离子电池正极材料（LiNi_0.5Co_0.3Mn_0.2O₂）。

本实施例步骤（5）的产物的TEM图像，如图10，可以看出其为明显的正六边形纳米片状结构，其尺寸300nm左右；本实施例步骤6得到氧化物的图像，如图11，可以看出其为直径为3um左右的球形。

实施例4

本实施例所述锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）用50mL的蒸馏水配制浓度为3mol/L的金属盐溶液，得到溶液A，其中金属盐为摩尔比为8∶1∶1的硫酸镍、硫酸锰和硫酸钴的混合物；

（2）用蒸馏水配制沉淀剂氢氧化钠与络合剂氨水的混合溶液，得到溶液B，其中氢氧化钠的浓度为2mol/L，氨水的浓度为3mol/L；

（3）将3.5g表面活性剂倒入盛有350mL蒸馏水反应釜中，并混合均匀，再滴加氨水将溶液的pH调至13得到溶液C，其中表面活性剂是气溶胶；

（4）按照溶液A中的金属离子与溶液B沉淀剂的摩尔比为1∶3的比例，将溶液A和溶液B同时逐滴滴加到溶液C中，反应过程中控制溶液pH值为13，温度为40℃，在惰性气氛、超声波空化和搅拌分散的协同作用下反应直至滴完，得到悬浮液，其中，超声功率按溶液体积控制在1800W每升溶液，通过调节A和B溶液的滴加速率来控制反应体系的pH值为13；

（5）将步骤（4）的悬浮液用蒸馏水洗涤至中性，然后使用超声波保持振动分散，将超声波持续振动分散的悬浮液喷雾干燥，喷雾干燥条件为风机频率60Hz，蠕动泵转速60r/min，通针间隔时间4.0s，所得到的产物为喷雾干燥后的镍钴锰复合氢氧化物；

（6）将步骤（5）所得的产物在500℃焙烧8h，再随炉冷却到室温，得到球性氧化物；

（7）将步骤（6）的产物与碳酸锂按质量比为1.5∶1的比例混合，再将得到的混合物放入电阻炉中焙烧，焙烧工艺为：在室温下，按8℃/min的升温速率升至550℃，保温180min，然后又按5℃/min的升温速率升至850℃，保温600min，最后随炉冷却到室温，所得产物即为锂离子电池正极材料(LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂)。

本实施例得到的正极材料制备的锂离子电池在0.1C的倍率下首次放电比容量为191mAhg^-1。

实施例5

本实施例所述锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）用50mL的蒸馏水配制浓度为0.5mol/L的金属盐溶液，得到溶液A，其中金属盐为硫酸锰；

（2）再用蒸馏水配制沉淀剂氢氧化钾与络合剂柠檬酸的混合溶液，得到B溶液，其中氢氧化钾的浓度为2mol/L，柠檬酸的浓度为0.5mol/L；

（3）将3g表面活性剂倒入盛有300mL蒸馏水反应釜中，并混合均匀，再滴加氨水将溶液的pH调至11.3，得到C溶液，其中表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵；

（4）按照溶液A中的金属离子与溶液B沉淀剂的摩尔比为1∶2.6的比例，将溶液A和溶液B同时逐滴滴加到溶液C中，反应过程中控制溶液pH值为11.3，温度为50℃，在惰性气氛、超声波空化和搅拌分散的协同作用下反应直至滴完，得到悬浮液，其中，超声功率按溶液体积控制在1800W每升溶液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速率控制反应体系的pH值为11.3；

（5）将步骤（4）的悬浮液用蒸馏水洗涤至中性，然后使用超声波保持振动分散，将超声波持续振动分散的悬浮液喷雾干燥，喷雾干燥条件为风机频率30Hz，蠕动泵转速30r/min，通针间隔时间为4.0s，所得到的产物为喷雾干燥后的氢氧化锰；

（6）将步骤（5）所得的产物在700℃焙烧3h，再随炉冷却到室温，得到球性氧化物；

（7）将步骤（6）的产物与氢氧化锂按质量比为3.6∶1的比例混合，再将得到的混合物放入电阻炉中焙烧，焙烧工艺为：在室温下，按6℃/min的升温速率升至600℃，保温90min，然后又按8℃/min的升温速率升至950℃，保温720min，最后随炉冷却到室温，所得产物即为锂离子电池正极材料(LiMnO₂)。

本实施例得到的正极材料制备的锂离子电池在0.1C的倍率下首次放电比容量为124mAhg^-1。

实施例6

本实施例所述锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）用50mL的蒸馏水配制浓度为4mol/L的金属盐溶液，得到溶液A，其中金属盐为硝酸钴；

（2）再用蒸馏水配制沉淀剂氢氧化钠与络合剂氨水的混合溶液，得到B溶液，其中氢氧化钠的浓度为4mol/L，氨水的浓度为3mol/L；

（3）将3g表面活性剂倒入盛有300mL蒸馏水反应釜中，并混合均匀，再滴加氨水将溶液的pH调至10，得到C溶液，其中表面活性剂为双十二烷基二甲基溴化铵；

（4）按照溶液A中的金属离子与溶液B沉淀剂的摩尔比为1∶2.7的比例，将溶液A和溶液B同时逐滴滴加到溶液C中，反应过程中控制溶液pH值为10，温度为60℃，在惰性气氛、超声波空化和搅拌分散的协同作用下反应直至滴完，得到悬浮液，其中，超声功率按溶液体积控制在1800W每升溶液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速率控制反应体系的pH值为10；

（5）将步骤（4）的悬浮液用蒸馏水洗涤至中性，然后使用超声波保持振动分散，将超声波持续振动分散的悬浮液喷雾干燥，喷雾干燥条件为风机频率60Hz，蠕动泵转速20r/min，通针间隔时间为4.0s，所得到的产物为喷雾干燥后的氢氧化钴；

（6）将步骤（5）所得的产物在600℃焙烧6h，再随炉冷却到室温，得到球性氧化物；

（7）将步骤（6）的产物与硝酸锂按质量比为1.5∶1的比例混合，再将得到的混合物放入电阻炉中焙烧，焙烧工艺为：在室温下，按9℃/min的升温速率升至550℃，保温120min，然后又按10℃/min的升温速率升至800℃，保温800min，最后随炉冷却到室温，所得产物即为锂离子电池正极材料（LiCoO₂）。

本实施例得到的正极材料制备的锂离子电池在0.1C的倍率下首次放电比容量为133mAhg^-1。

实施例7

本实施例所述锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）用50mL的蒸馏水配制浓度为1mol/L的金属盐溶液，得到溶液A，其中金属盐为醋酸镍；

（2）再用蒸馏水配制沉淀剂氢氧化钾与络合剂氨水的混合溶液，得到B溶液，其中氢氧化钾的浓度为3.5mol/L，氨水的浓度为2mol/L；

（3）将2.5g表面活性剂倒入盛有250mL蒸馏水反应釜中，并混合均匀，再滴加氨水将溶液的pH调至13，得到C溶液，其中表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮；

（4）按照溶液A中的金属离子与溶液B沉淀剂的摩尔比为1∶3的比例，将溶液A和溶液B同时逐滴滴加到溶液C中，反应过程中控制溶液pH值为13，温度为70℃，在惰性气氛、超声波空化和搅拌分散的协同作用下反应直至滴完，得到悬浮液，其中，超声功率按溶液体积控制在1800W每升溶液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速率控制反应体系的pH值为13；

（5）将步骤（4）的悬浮液用蒸馏水洗涤至中性，然后使用超声波保持振动分散，将超声波持续振动分散的悬浮液喷雾干燥，喷雾干燥条件为风机频率20Hz，蠕动泵转速60r/min，通针间隔时间为4.0s，所得到的产物为喷雾干燥后的氢氧化镍；

（6）将步骤（5）所得的产物在550℃焙烧7h，再随炉冷却到室温，得到球性氧化物；

（7）将步骤（6）的产物与醋酸锂按质量比为1.1∶1的比例混合，再将得到的混合物放入电阻炉中焙烧，焙烧工艺为：在室温下，按7℃/min的升温速率升至600℃，保温60min，然后又按每10℃/min的升温速率升至900℃，保温780min，最后随炉冷却到室温，所得产物即为锂离子电池正极材料（LiNiO₂）。

本实施例步骤（5）的氢氧化物的TEM图像如图13，可以看出为纳米片状，且有呈现三角形或六边形结构；本实施例步骤（5）所得到的氢氧化物的SEM图，如图14，可以看出其为分散均匀的小颗粒；本实施例得到的球形氧化物的SEM图，如图15，可以看出其为球形结构。

实施例8

本实施例所述锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）用50mL的蒸馏水配制浓度为2.5mol/L的金属盐溶液，得到溶液A，其中金属盐为摩尔比为1∶1 的硫酸镍和硫酸钴混合的混合物；

（2）再用蒸馏水配制沉淀剂氢氧化钾与络合剂氨水的混合溶液，得到B溶液，其中氢氧化钾的浓度为3mol/L，氨水的浓度为3mol/L；

（3）将2.5g表面活性剂倒入盛有250mL蒸馏水反应釜中，并混合均匀，再滴加氨水将溶液的pH调至13，得到C溶液，其中表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮；

（4）按照溶液A中的金属离子与溶液B沉淀剂的摩尔比为1∶2.5的比例，将溶液A和溶液B同时逐滴滴加到溶液C中，反应过程中控制溶液pH值为13，温度为40℃，在惰性气氛、超声波空化和搅拌分散的协同作用下反应直至滴完，得到悬浮液，其中，超声功率按溶液体积控制在1800W每升溶液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速率控制反应体系的pH值为13；

（5）将步骤（4）的悬浮液用蒸馏水洗涤至中性，然后使用超声波保持振动分散，将超声波持续振动分散的悬浮液喷雾干燥，喷雾干燥条件为风机频率30Hz，蠕动泵转速50r/min，通针间隔时间为4.0s，所得到的产物为喷雾干燥后的镍钴复合氢氧化物；

（6）将步骤（5）所得的产物在600℃焙烧5h，再随炉冷却到室温，得到球性氧化物；

（7）将步骤（6）的产物与氢氧化锂按质量比为3∶1的比例混合，再将得到的混合物放入电阻炉中焙烧，焙烧工艺为：在室温下，按5℃/min的升温速率升至500℃，保温100min，然后又按6℃/min的升温速率升至850℃，保温660min，最后随炉冷却到室温，所得产物即为锂离子电池正极材料（LiNi_0.5Co_0.5O₂）。

本实施例得到的正极材料制备的锂离子电池在0.1C的倍率下首次放电比容量为155mAhg^-1。

实施例9

本实施例所述锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）用50mL的蒸馏水配制浓度为3mol/L的金属盐溶液，得到溶液A，其中金属盐为摩尔比为1∶3的硝酸镍和醋酸锰混合的混合物；

（2）再用蒸馏水配制沉淀剂氢氧化钾与络合剂乙二胺四乙酸二钠的混合溶液，得到B溶液，其中氢氧化钾的浓度为2mol/L，乙二胺四乙酸二钠的浓度为1mol/L；

（3）将3g表面活性剂倒入盛有300mL蒸馏水反应釜中，并混合均匀，再滴加氨水将溶液的pH调至11，得到C溶液，其中表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮；

（4）按照溶液A中的金属离子与溶液B沉淀剂的摩尔比为1∶2.1的比例，将溶液A和溶液B同时逐滴滴加到溶液C中，反应过程中控制溶液pH值为11，温度为50℃，在惰性气氛、超声波空化和搅拌分散的协同作用下反应直至滴完，得到悬浮液，其中，超声功率按溶液体积控制在1800W每升溶液，通过调节溶液A和溶液B的滴加速率控制反应体系的pH值为11；

（5）将步骤（4）的悬浮液用蒸馏水洗涤至中性，然后使用超声波保持振动分散，将超声波持续振动分散的悬浮液喷雾干燥，喷雾干燥条件为风机频率50Hz，蠕动泵转速40r/min，通针间隔时间为4.0s，所得到的产物为喷雾干燥后的镍锰复合氢氧化物；

（6）将步骤（5）所得的产物在650℃焙烧6h，再随炉冷却到室温，得到球性氧化物；

（7）将步骤（6）的产物与醋酸锂按质量比为1.5∶1的比例混合，再将得到的混合物放入电阻炉中焙烧，焙烧工艺为：在室温下，按7℃/min的升温速率升至500℃，保温150min，然后又按9℃/min的升温速率升至820℃，保温700min，最后随炉冷却到室温，所得产物即为锂离子电池正极材料（LiNi_0.5Mn_1.5O₄）。

本实施例得到的正极材料制备的锂离子电池在0.1C的倍率下首次放电比容量为128mAhg^-1。