^0.151^().5161'；[03正极材料为?4332结构从扫描电子显微镜分析得知所得产物的颗粒大小均匀一致，是纳米级的粒径组成的多孔球形颗粒。将所得的产物作为电极材料，在充满氩气的手套箱中组装成实验扣式锂离子电池，以0.2C的倍率在3.5-4.95V间进行充放电循环，LiN1.5Mm.504-Li().15La().516Ti03首次放电容量为127.2mAh.g—1JC倍率充放电时可逆放电容量在55mAh.g—1左右，循环60周后的0.2C的倍率充放电的可逆容量仍达到92mAh.g—1，LiN1.5Mm.504-L1.15La0.516Ti03 显示了优异的倍率性能。
[0036]实施例6
[0037]将0.05mol硫酸镍和0.15mol硫酸锰溶于50mL蒸馏水与乙醇的混合溶液(蒸馏水与乙醇的体积比为2:1)，然后加入0.31mol的碳酸氢铵，室温下搅拌30分钟，再将所得混合物加入200mL水热釜中210°C反应I Ih，然后过滤出沉淀物，洗涤干燥，得到碳酸化合物前躯体。将所得碳酸化合物前躯体和0.0505mol碳酸锂球磨混合均匀后放在马弗炉中500°C焙烧6h，再800°C焙烧12h，然后600°C下保温8h，即制得多孔球形的具有P4332结构的高压锂离子电池正极材料LiN1.5Mm.504<^#0.0034mol LiN03、0.0016mol La(NO3)3.6H2O、0.00745moI Ti(〇41190)4(钛酸四丁酯)溶于2011^乙醇中，然后加入0.0ImoI朽1檬酸和0.0Imol乙二醇，并在室温下强烈搅拌6h，得到混合溶液。然后将所得的LiNiQ.5Mm.504正极材料加入到上述混合溶液，80°C下搅拌直至溶剂全部蒸发，形成凝胶。在110°C下干燥12h，并球磨lh，然后马弗炉中600°C焙烧5h，再850°C焙烧12h，然后600°C下保温6h，即制得多孔球形的具有P4332结构的尚压裡尚子电池正极材料1^則().5]/[111.504-1^().451^().2161'；[03。红外光谱分析表明所得的LiN1.5Mn1.504-LiQ.45LaQ.2i6Ti03正极材料为P4332结构从扫描电子显微镜分析得知所得产物的颗粒大小均匀一致，是纳米级的粒径组成的多孔球形颗粒。将所得的产物作为电极材料，在充满氩气的手套箱中组装成实验扣式锂离子电池，以0.2C的倍率在3.5-4.95V间进行充放电循环，1^祖0.5]?111.504-1^().451^().2161103首次放电容量为120.111^11.g—1JC倍率充放电时可逆放电容量在51mAh.g—1左右，循环60周后的0.2C的倍率充放电的可逆容量仍达到88mAh.g—^LiN1.5Mm.504-LiQ.45La().216Ti03显示了优异的倍率性能。
[0038]实施例7
[0039]将0.05mol硫酸镍和0.15moI硫酸锰溶于50mL蒸馏水与苯甲醇的混合溶液(蒸馏水与苯甲醇的体积比为2:1)，然后加入0.35mol的碳酸氢铵，室温下搅拌30分钟，再将所得混合物加入200mL水热釜中220°C反应12h，然后过滤出沉淀物，洗涤干燥，得到碳酸化合物前躯体。将所得碳酸化合物前躯体和0.1lmol硝酸锂球磨混合均匀后放在马弗炉中600°C焙烧6h，再1000°C焙烧10h，然后600°C下保温10h，即制得多孔球形的具有P4332结构的高压锂离子电池正极材料LiN1.5Mm.504。将0.0034mol醋酸锂、0.0016mol醋酸镧、0.00745mol钛酸四丙酯溶于20mL乙醇中，然后加入0.0lmol柠檬酸和0.0lmol乙二醇，并在室温下强烈搅拌6h，得到混合溶液。然后将所得的LiN1.5Mm.504正极材料加入到上述混合溶液，80°C下搅拌直至溶剂全部蒸发，形成凝胶。在110°C下干燥12h，并球磨lh，然后马弗炉中600°C焙烧5h，再1000°C焙烧10h，然后500°C下保温6h，即制得多孔球形的具有P4332结构的高压锂离子电池正极材料LiN1.sMnuOfL1.45La0.216Ti03。红外光谱分析表明所得的LiN1.5Mm.504-1^0.451^().2161'；[03正极材料为?4332结构从扫描电子显微镜分析得知所得产物的颗粒大小均匀一致，是纳米级的粒径组成的多孔球形颗粒。将所得的产物作为电极材料，在充满氩气的手套箱中组装成实验扣式锂离子电池，以0.2C的倍率在3.5-4.95V间进行充放电循环，LiN1.5Mm.504-Li().45La().216Ti03首次放电容量为122.7mAh.g—1JC倍率充放电时可逆放电容量在52mAh.g—1左右，循环60周后的0.2C的倍率充放电的可逆容量仍达到89mAh.g—1，LiN1.5Mm.504-Li().45La().216Ti03 显示了优异的倍率性能。
【主权项】
1.一种球形多孔锂离子电池高压正极材料的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下: (1)将水和有机溶剂以体积比为2:1的比例配制成水溶液，并加入硫酸镍和硫酸锰，然后加入碳酸氢铵，室温下搅拌30分钟，再将所得混合物加入水热釜180-220°C反应6-12h，然后过滤出沉淀物，洗涤干燥，得到碳酸化合物前躯体;将所得碳酸化合物前躯体和锂源球磨混合均匀后放在马弗炉中500-600°C焙烧4-6h，再800-1000°C焙烧10-15h，然后600°C下保温5-10h，即制得多孔球形的具有P4332结构的高压锂离子电池正极材料LiN1.5Mm.504; 所述硫酸镍、硫酸锰、碳酸氢铵的摩尔比为1:3:6-7;所述碳酸化合物前躯体与锂源的摩尔比为1:1-1.05; 所述的有机溶剂为乙醇、苯甲醇、乙二醇、丙酮中的一种；所述的锂源为碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂、氢氧化锂中的一种； (2)将锂源、镧源、钛源为原料，按照摩尔比L1: La: Ti = 3x: (2/3-χ):1，其中0.05〈χ〈0.15，溶于乙醇中，加入柠檬酸和乙二醇，并在室温下强烈搅拌6h，得到混合溶液； 所述锂源、柠檬酸、乙二醇的摩尔比为1:5.56:5.56; 所述的锂源为碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂、氢氧化锂中的一种;所述的钛源为钛酸四丁酯、钛酸四丙酯中的一种;所述的镧源为醋酸镧、硝酸镧中的一种； (3)将步骤(I)所得LiN1.5Mm.504正极材料加入到步骤(2)得到的混合溶液中，80°C下搅拌直至溶剂全部蒸发，形成凝胶;在110°C下干燥12h，并球磨l-2h，然后马弗炉中500_600°C焙烧4-6h，再800-1000°C焙烧10-15h，然后600°C下保温5-10h，即制得多孔球形的具有P4332结构的高压锂离子电池正极材料LiN1.5Mm.504-Li3xLa(2/3)—xTi03。2.如权利要求1所述的一种球形多孔锂离子电池高压正极材料的制备方法，其特征在于， 在步骤(I)中，所述硫酸镍、硫酸锰、碳酸氢铵的摩尔比为1:3:6.2;所述碳酸化合物前躯体与锂源的摩尔比为I: 1.01;所述的有机溶剂为乙醇;所述的锂源为碳酸锂； 在步骤(2)中，所述L1:La:Ti的摩尔比= 3:5:9;所述的锂源为硝酸锂;所述的钛源为钛酸四丁酯;所述的镧源为硝酸镧。
【专利摘要】本发明公开了一种球形多孔锂离子电池高压正极材料的制备方法，属于锂离子电池技术领域。该材料的化学式为：LiNi0.5Mn1.5O4-Li3xLa(2/3)-xTiO3，其中0.05<x<0.15，Li3xLa(2/3)-xTiO3质量分数为5％。上述材料是通过有机溶剂辅助共沉淀法制备的。本发明原料来源广泛，操作简便、可控性好、重现性高，避免了长时间高能耗的高温烧结过程。本发明制备的材料具有多孔球形的特征，颗粒较小、粒径分布均匀、结晶度高，具有P4332结构，倍率性能较好，可用于高性能锂离子电池高压正极材料。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M4/505, H01M4/525
【公开号】CN105514412
【申请号】CN201511005954
【发明人】伊廷锋, 朱彦荣, 梅洁, 诸荣孙
【申请人】安徽工业大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月28日