本发明涉及是一种通过溶解热法制备锂离子电池正极材料的方法，属于新能源锂电池正极材料技术领域。
背景技术：
由于相对于橄榄石型或者尖晶石型正极材料具有更高的理论比容量，锂过渡金属氧化物（limo2,m=mn,co,ni等等）被认为有很大潜力成为高能量和高容量电池的正极材料，但是较差的倍率性能和循环稳定性都限制了其大规模的生产和应用。
现有的锂离子电池正极材料的制备方法主要包括高温固相合成法、溶胶-凝胶法、共沉淀法、溶剂（水）热法和熔融盐法。其中高温固相合成法虽然操作过程简单但是产物混合均匀程度有限并且需要长时间的高温处理，为使反应完全必须对材料进行处理，反应能耗很大，锂损失严重，容易形成杂相；溶胶-凝胶法可以达到分子级别混合，所需煅烧温度较低，但是在反应过程中需要添加多种药剂，过程较为复杂；共沉淀法易于控制阳离子分配从而合成均一稳定的产物，操作过程较为复杂，是目前较为常用的一种合成方法；溶剂（水）热法操作过程简单，不易引入杂质，可以实现分子水平的混合；熔融盐法使用药剂较少，避免了耗能的球磨工序，但是要长时间保持在高温下作业，而且无法准确控制熔融盐的量，导致生成产物与熔融盐分离等繁琐步骤。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极材料溶剂热合成的方法，通过溶剂热法让尿素分解产生微小的co2气泡，表面吸附醋酸盐后，与金属阳离子反应开始结晶，伴随晶体长大开始组装形成微球，具体包括以下步骤：
（1）将ch3cooli·2h2o、ni（ch3coo）2·4h2o、co（ch3coo）2·4h2o、mn（ch3coo）2·4h2o和尿素加入到二甘醇中，搅拌混匀得到混合溶液，在混合溶液中ch3cooli·2h2o的浓度为1.0~1.1mol/l，ni（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.5~0.8mol/l，co（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.1~0.2mol/l，mn(ch3coo)2·4h2o的浓度为0.1~0.3mol/l，尿素的浓度为2~5mol/l；
（2）将步骤（1）配制得到的混合溶液转移到磁力搅拌高压反应釜中，在160～200℃的温度下反应8～12h。
（3）将步骤（2）中反应完成后的浊液进行抽滤，滤饼真空干燥、研磨后过300目筛，煅烧、自然冷却后得到锂离子电池正极材料，即为linixcoymnzo2，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z=1。
本发明步骤（3）中煅烧的条件为在500~600℃下保温5~8h后升温至800~850℃煅烧10~12h。
本发明的有益效果：
（1）本发明所述方法操作过程简单，各种参数易于控制。
（2）本发明所述方法在合成正极材料过程中不需要额外的掺锂过程，避免了引入杂质原子。
（3）本发明所述方法制得的正极材料具有由层状微结构组合而成的微球形貌，且尺寸大小具有高度的均一性，由于采用二甘醇作为溶剂，使得锂离子和过渡金属阳离子元素同时沉淀，确保了所有阳离子在分子水平均匀混合，有利于锂离子和电子的扩散传播提高倍率性能。
（4）本发明所述方法制得的正极材料具有由层状微结构组合而成的微球形貌，该结构明显缩短了锂离子和电子的传播距离，提高了倍率性能；有利于降低锂离子嵌入和脱出时造成的结构变化，确保了结构稳定性；减小了电极和电解液的接触面积，提高了循环稳定性；球形形貌可以提高正极材料的振实密度和体积能量密度。
附图说明
图1为本发明实施例1合成的lini0.5co0.2mn0.3o2的sem图；
图2为本发明实施例1合成的lini0.5co0.2mn0.3o2的xrd图；
图3为本发明实施例1~5的首次放电比容量图。
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
（1）溶剂热反应溶液的配置：在室温下，将ch3cooli·2h2o、ni（ch3coo）2·4h2o、co（ch3coo）2·4h2o、mn（ch3coo）2·4h2o和尿素放入65ml二甘醇中，搅拌1h，配成混合溶液；在混合溶液中ch3cooli·2h2o的浓度为1.05mol/l，ni（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.5mol/l，co（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.2mol/l，mn（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.3mol/l，尿素的浓度为3.0mol/l。
（2）将步骤（1）得到的混合溶液转移到100ml磁力搅拌高压反应釜中，在160℃的温度下反应10h。
（3）将步骤（2）中反应完成后的浊液进行抽滤，滤饼真空干燥、研磨后过300目筛，研磨后的粉体，在550℃下保温6h后升温至850℃煅烧12h，自然冷却后即得到最终的锂离子电池正极材料。
本实施例所得的正极材料的xrd图像如图1，由图可以看出所得确实为lini0.5co0.2mn0.3o2正极材料，且没有杂相，相纯度很高；所得的正极材料的sem图像如图2，可以看出颗粒是由很多微小的层状结构组成，且粒径分布均匀。本实施例所得正极材料的首次放电比容量为172.98mahg-1。
实施例2
（1）溶剂热反应溶液的配置：在室温下，将ch3cooli·2h2o、ni（ch3coo）2·4h2o、co（ch3coo）2·4h2o、mn（ch3coo）2·4h2o和尿素放入65ml二甘醇中，搅拌1h，配成混合溶液；在混合溶液中ch3cooli·2h2o的浓度为1.05mol/l，ni（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.5mol/l，co（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.2mol/l，mn（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.3mol/l，尿素的浓度为3.0mol/l。
（2）将步骤（1）得到的混合溶液转移到100ml磁力搅拌高压反应釜中，在180℃的温度下反应10h。
（3）将步骤（2）中反应完成后的浊液进行抽滤，滤饼真空干燥、研磨后过300目筛，研磨后的粉体，在550℃下保温6h后升温至850℃煅烧12h，自然冷却后即得到最终的锂离子电池正极材料。
本实施例所得正极材料确实为lini0.5co0.2mn0.3o2正极材料，相纯度较高，材料颗粒大小分布较为均匀，很少形成团聚，由图3可以看出正极材料的首次放电比容量为170.09mahg-1。
实施例3
（1）溶剂热反应溶液的配置：在室温下，将ch3cooli·2h2o、ni（ch3coo）2·4h2o、co（ch3coo）2·4h2o、ni（ch3coo）2·4h2o和尿素放入65ml二甘醇中，搅拌1h，配成混合溶液。在混合溶液中ch3cooli·2h2o的浓度为1.0mol/l，ni（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.8mol/l，co（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.1mol/l，mn（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.1mol/l，尿素的浓度为5mol/l。
（2）将步骤（1）得到的混合溶液转移到100ml磁力搅拌高压反应釜中，在160℃的温度下反应8h。
（3）将步骤（2）中反应完成后的浊液进行抽滤，滤饼真空干燥、研磨后过300目筛，研磨后的粉体，在550℃下保温6h后升温至850℃煅烧12h，自然冷却后即得到最终的锂离子电池正极材料。
本实施例所得正极材料，相纯度较高，杂相含量很少，材料由许多微小层状结构组成，颗粒粒径一致，大小分布均匀，由图3可以看出正极材料的首次放电比容量为164.16mahg-1。
实施例4
（1）溶剂热反应溶液的配置：在室温下，将ch3cooli·2h2o、ni（ch3coo）2·4h2o、co（ch3coo）2·4h2o、ni（ch3coo）2·4h2o和尿素放入65ml二甘醇中，搅拌1h，配成混合溶液。在混合溶液中ch3cooli·2h2o的浓度为1.1mol/l，ni（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.6mol/l，co（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.2mol/l，mn（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.2mol/l，尿素的浓度为3mol/l。
（2）将步骤（1）得到的混合溶液转移到100ml磁力搅拌高压反应釜中，在200℃的温度下反应10h。
（3）将步骤（2）中反应完成后的浊液进行抽滤，滤饼真空干燥、研磨后过300目筛，研磨后的粉体，在500℃下保温8h后升温至800℃煅烧10h，自然冷却后即得到最终的锂离子电池正极材料。
本实施例所得正极材料，相纯度较高，材料颗粒很少存在团聚，颗粒粒径相差较小，粒径大小分布较为均匀，由图3可以看出正极材料的首次放电比容量为160.23mahg-1。
实施例5
（1）溶剂热反应溶液的配置：在室温下，将ch3cooli·2h2o、ni（ch3coo）2·4h2o、co（ch3coo）2·4h2o、ni（ch3coo）2·4h2o和尿素放入65ml二甘醇中，搅拌1h，配成混合溶液；在混合溶液中ch3cooli·2h2o的浓度为1.1mol/l，ni（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.8mol/l，co（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.1mol/l，ni（ch3coo）2·4h2o的浓度为0.1mol/l，尿素的浓度为4mol/l。
（2）将步骤（1）得到的混合溶液转移到100ml磁力搅拌高压反应釜中，在180℃的温度下反应12h。
（3）将步骤（2）中反应完成后的浊液进行抽滤，滤饼真空干燥、研磨后过300目筛，研磨后的粉体，在600℃下保温6h后升温至850℃煅烧10h，自然冷却后即得到最终的锂离子电池正极材料。
本实施例所得正极材料，相纯度较高，材料颗粒不存在明显的团聚，颗粒粒径大小较为一致，粒径分布均匀，由图3可以看出正极材料的首次放电比容量为168.37mahg-1。