(0H) 4混料得固体混合物，其中Li稍微过量是 为了弥补后续高温过程中锂的少量挥发损失；并按乙醇与固体混合物的比例为1. 3mL/g加 入球磨机，以300r/min的转速球磨16h，得粉体混合物。将粉体混合物取出干燥，然后在空 气气氛下，以4°C/min的升温速度加热到550°C，保温烧结8h，得预处理后的镍锰前驱体。
[0067] 步骤3.固相合成；在空气气氛下，以6°C/min的升温速度加热到850°C，煅烧24h; 最后自然降温至室温，即得到〇. 5Li2Mn03 ? 0. 5LiNiO. 5MnO. 502材料。
[0068]步骤4.表面处理步骤，将将步骤3)中得到的0.5Li2Mn03 ?0.5LiNiO. 5MnO. 502 材料分散在适量的乙醇溶液中，然后加入重量比为1 %的钛酸四丁酯和醋酸锂Li:Ti =(0.8 :1)，然后在搅拌的情况下在80 °C下，蒸干溶剂，然后收集粉末，以3°C/min 的升温速度加热到750 °C，煅烧3h，自然降温至室温，即得到纳米钛酸锂表面包覆 0? 5Li2Mn03 ? 0? 5LiNiO. 5MnO. 502 材料。
[0069] 用所制备纳米钛酸锂包覆的0. 5Li2Mn03 ?0. 5LiNiO. 5MnO. 502材料装配的电池用 极片和测试电池。制备极片和测试方法与实施例1中的方法相同。
[0070] 本实施例制备的材料的放电循环测试数据见表1。
[0071] 实施例4
[0072] 本实施例提供一种纳米钛酸锂包覆的0.5Li2Mn03?0.5LiNiO. 5MnO. 502材料的制 备方法，
[0073] 步骤1.共沉淀制备镍锰前驱体NiO. 5Mnl. 5 (0H) 4按物质的量比例Ni : Mn=1 : 3配制醋酸镍和醋酸锰的混合物水溶液，在搅拌状态下，向混合溶液中滴加摩尔浓度为2M的NaOH溶液，将混合溶液的pH值控制在10. 4左右，以保证Ni2+、Mn2+沉淀完全，静置2h 后，抽滤、洗涤三次、ll〇°C干燥12h得到前驱体NiO. 5Mnl. 5(0H)4。
[0074] 步骤2.镍锰前驱体NiO. 5Mnl. 5 (OH) 4预处理，将步骤1)所得前驱体 NiO. 5Mnl. 5 (0H) 4的干燥，在纯氧气氛下烧结，以2°C/min的升温速度加热到500°C，保温烧 结12h，得到镍锰氧化物NiO. 5Mnl.504,然后按物质的量比例Li:Ni:Mn= 4. 05 : 1 : 3将氢氧化锂和该镍锰氧化物混料得固体混合物；并按乙醇与固体混合物的比例为1. 5mL/g加入球磨机，以500r/min的转速球磨6h，得粉体混合物。
[0075] 步骤3.固相合成；将步骤2得到的粉体混合物取出干燥，然后在纯氧气氛 下烧结，以8°C/min的升温速度加热到900°C，煅烧4h;最后自然降温至室温，即得到 0? 5Li2Mn03 ? 0? 5LiNiO. 5MnO. 502 材料。
[0076] 步骤4.表面处理步骤，将将步骤3)中得到的0.5Li2Mn03 ?0.5LiNiO. 5MnO. 502 材料分散在适量的乙醇溶液中，然后加入重量比为2 %的钛酸四丁酯和醋酸锂Li:Ti =(0.8 :1)，然后在搅拌的情况下在70 °C下，蒸干溶剂，然后收集粉末，以5°C/min 的升温速度加热到750 °C，煅烧3h，自然降温至室温，即得到纳米钛酸锂表面包覆 0? 5Li2Mn03 ? 0? 5LiNiO. 5MnO. 502 材料。
[0077] 用所制备纳米钛酸锂包覆的0. 5Li2Mn03 ?0. 5LiNiO. 5MnO. 502材料装配的电池用 极片和测试电池。制备极片和测试方法与实施例1中的方法相同。本实施例制备的材料的 放电循环测试数据见表1。
【主权项】
1. 一种富锰富锂固溶体材料，其特征在于，其为一种0. 5Li2Mn03 ? 0. 5LiNiO. 5MnO. 502 富锰富锂固溶体材料。
2. 如权利要求1所述富锰富锂固溶体材料的用途，其特征在于，用作电池正极材料。
3. 如权利要求2所述富锰富锂固溶体材料的用途，其特征在于，用作锂离子动力电池 正极材料。
4. 如权利要求1所述富锰富锂固溶体材料的改性制备方法，其特征在于，包括如下步 骤： (1) 形成前驱物； (2) 陪锂合成固溶体材料； (3) 在材料表面均匀沉积钛酸锂。
5. 如权利要求4所述富锰富锂固溶体材料的改性制备方法，其特征在于，步骤⑴中通 过共沉淀法，形成前驱物NiO. 5Mnl. 5 (OH) 4。
6. 如权利要求4或5所述富猛富锂固溶体材料的改性制备方法，其特征在于，步骤（1) 包括如下步骤： (1-1)按物质的摩尔量比例Ni:Mn=I: 3配制镍前驱体和锰前驱体的混合物水溶 液； (1-2)向混合物水溶液中加入碱性溶液pH值调节剂，将pH值控制在10-12 ; (1-3)搅拌； (1-4)离心； (1-5)纯水清洗得到镍锰前驱体NiO. 5Mnl. 5 (OH) 4。
7. 如权利要求4-6中任一项所述富锰富锂固溶体材料的改性制备方法，其特征在于， 步骤（2)包括如下步骤： (2-1)按物质的量比例Li:Ni:Mn= (6. 3~6.6) : 1 : 3将锂源和镍锰前驱体混 料得固体混合物； (2-2)形成粉体，得到粉体混合物； (2-3)在含氧气氛下，以1-5°C/min的升温速度加热到500-600°C; (2-4)保温烧结5-10h，得预处理后的镍锰前驱体。
8. 如权利要求4-7中任一项所述富锰富锂固溶体材料的改性制备方法，其特征在于， 步骤（2)还包括如下步骤：所得的预处理后的镍锰前驱体在含氧气氛下，以0. 5-10°C/min 的升温速度加热到800-1000°C，煅烧8-24h，自然降温至室温，即得到0. 5Li2Mn03 ?0. 5LiNiO ? 5MnO. 502材料。
9. 如权利要求4-8中任一项所述富锰富锂固溶体材料的改性制备方法，其特征在于， 步骤（3)包括如下步骤： (3-1)得到的0. 5Li2Mn03 ? 0. 5LiNiO. 5MnO. 502材料分散在适量的乙醇溶液中； (3-2)加入适量的钛源和锂源Li:Ti= (0? 8 :1); (3-3)在搅拌的情况下在50-80°C下，蒸干溶剂； (3-4)收集粉末； (3-5)以3-10°C/min的升温速度加热到700-800°C; (3-6)煅烧 2-1Oh; (3-7)自然降温至室温，即得到纳米钛酸锂表面包覆0. 5Li2Mn03 ? 0. 5LiNiO. 5MnO. 502 材料。
10.如权利要求4-9中任一项所述富锰富锂固溶体材料的改性制备方法，其特征在于， 固相反应氛围是含氧气氛为空气气氛或纯氧气氛；和/或，固体材料混合方法是湿法球磨， 所述湿法球磨包括：将乙醇与固体混合物按I: (l_2)mL/g的比例混合，以300-500r/min 的转速球磨2-16h;和/或，所述的镍前驱体为硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种或 几种；和/或，所述的锰前驱体为硝酸锰、醋酸锰、硫酸锰、氯化锰中的一种或几种；和/或， 所述的钛源前驱体为钛酸四丁酯、硫酸锰、四氯化钛中的一种或几种；和/或，所述的锂源 为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、硝酸锂、氧化锂中的一种或几种；和/或，所述的碱性pH值调 节剂为NaOH溶液或KOH溶液或LiOH溶液。
【专利摘要】本发明涉及一种富锰富锂固溶体材料，其用途以及改性制备方法，其为一种0.5Li2MnO3·0.5LiNi0.5Mn0.5O2富锰富锂固溶体材料。用作锂离子动力电池正极材料。制备方法包括如下步骤：(1)形成前驱物；(2)陪锂合成固溶体材料；(3)在材料表面均匀沉积钛酸锂。本发明通过选取适当的工艺参数获得了性能优良的0.5Li2MnO3·0.5LiNi0.5Mn0.5O2材料，然后对该材料进行均匀的纳米钛酸锂表面包覆，从而提升了该材料的首次库伦效率、倍率性能和循环稳定性。
【IPC分类】H01M4-505, H01M4-525
【公开号】CN104733725
【申请号】CN201510166864
【发明人】海滨, 刘三兵, 朱广燕
【申请人】奇瑞汽车股份有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月9日