专利名称：一种用于生产锂电池的新型正极材料及其制作方法
技术领域：
本发明涉及电池生产领域，具体涉及一种用于生产锂电池的新型 正极材料及其制作方法。
背景技术：
现有的锂锰镍氧(即Li-Ni-Mn-0)或锂锰氧(即Li-Mn-0)材料 的生产技术有以下两种 一是固体混合烧成技术，这个技术往往生成 不均匀组成的氧化物材料，以及造成U层和Mn+Ni层中的U和Ni 的错位增加；二是先用共沉法合成Ni-Mn或Mn化合物中间产物，如 用NaOH， NH40H共沉生成Ni-Mn或Mn的氢氧化物，或用碳酸盐如NaC03 合成Ni-Mn或Mn的碳酸盐，然后把这些Ni-Mn或Mn的氢氧化物或碳 酸盐烧成后得到Ni-Mn或Mn氧化物，再用Ni-Mn或Mn氧化物同U混 合烧成得到Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-O。生产成本高，工序复杂，产品也 难于广泛地运用在锂电池的生产中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生产锂电池的新型正极材料及 其制作方法，减少工序，节约能源，降低生产成本，得到的化合物组 成均匀，性能优良，在制作过程还可控制这些氧化物中间产物的粒径 大小和形态，分散性，比表面积等指标。这些性能的控制有利于后续 正极材料的合成工艺的控制，制造优良的Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物正极材料。最后达到组装高性能锂电池的最后目的。
本发明中用于生产锂电池的新型材料为锂锰镍氧系或锂锰氧系 正极材料，其制作方法包括以下三个步骤 一是用分步沉淀法合成 Ni-Mn氧化物或Mn的氧化物中间产物；二是用这个中间产物合成 Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物；三是将上述Li-Ni-Mn-O或U-Mn-0 氧化物制成用于生产锂电池的高性能正极材料。 本发明中的分步沉淀法包括以下步骤
A、 在一定浓度的MnS04水溶液中，边搅拌边滴加NaHC03;
B、 在Mn沉淀后，加入一定配比的NiS04溶液；
C、 搅拌均匀后，边搅拌边滴加NaOH;
D、 充分搅拌后，过滤，清洗便可得到中间产物。 本发明中的合成U-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物包括以下步骤
A、 加入NiS04溶液时可得到(Ni，Mn)304;
B、 不加NiS(V溶液时可得到Mn304。
本发明中的Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物制成用于生产锂电池 的高性能正极材料包括以下步骤
用得到的(Ni, Mn)必或Mn304中间产物与锂化合物混合烧成高性 能Li-Ni-Mn-0或U-Mn-0锂电池正极材料，通过控制烧成温度可优 化产品的结晶结构和减少缺陷，控制比表面积和粒径等指标。
本发明的优点在于减少工序，节约能源，降低生产成本，得到的 化合物组成均匀，性能优良，在制作过程还可控制这些氧化物中间产 物的粒径大小和形态、分散性、比表面积等指标，用本发明技术合成的正极材料组装的锂电池有高的放电容量和循环充放电稳定性，成本
低廉，运用范围广泛，利于推广。
具体实施例方式
下面以最佳实施例对本发明做进一步详细说明 本发明中用于生产锂电池的新型材料为锂锰镍氧系或锂锰氧系 正极材料，其制作方法包括以下三个步骤 一是用分步沉淀法合成 Ni-Mn氧化物或Mn的氧化物中间产物；二是用这个中间产物合成 U-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物；三是将上述U-Ni-Mn-0或Li-Mn-0 氧化物制成用于生产锂电池的高性能正极材料。 -用分步沉淀法生产Ni-Mn氧化物中间产物
A、 向lmol/1 MnS04溶液50ml中，边搅拌边滴下lmol/1 NaHC03 溶液105ml ，所用的搅拌速度为400rpm，搅拌30分钟；
B、 在Mn沉淀后，添加lmol/1 NiS(V溶液50ml，搅拌10分钟；
C、 搅拌均匀后，边搅拌边滴加NaOH 105ml ，搅拌30分钟后， 过滤；
D、 充分搅拌后，用蒸馏水清洗、过滤，重复3遍后，IO(TC干燥 4小时，便可得到中间产物样品l。
样品1非常易过滤，干燥后不结块不用粉碎，比表面积为163m7g。 用分步沉淀法生产Mn的氧化物中间产物
A、 向lmol/1 MnSO4溶液50ml中，边搅拌边滴下lmol/1 NaHCO3 溶液105ml，所用的搅拌速度为400rpm，搅拌30分钟；
B、 在Mn沉淀后，滴下lmol/1 NaOH溶液105ml ，接着搅拌30分钟后，过滤；
C、用蒸馏水清洗，过滤重复3遍后，100。C干燥4小时，便可得 到中间产物样品2。
合成Li-M-Mn-或Li-Mn-0氧化物包括以下步骤
A、 加入NiS04溶液时可得到(Ni, Mn)304;
B、 不加NiS(V溶液时可得到Mri304。
样品1和LiOH H20以1 : 1. 04摩尔比称量后，在一自动混合机 上混合l小时后，在空气中85(TC烧成8小时，得到样品3。
本发明中的U-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物制成用于生产锂电池 的高性能正极材料包括以下步骤
以样品3为正极材料，锂金属为负极，lmol/1 UPF6 in EC-DEC (1:1)。
权利要求
1、一种用于生产锂电池的新型正极材料，其特征在于它包括Li-Ni-Mn-O或Li-Mn-O系正极材料。
2、 一种用于生产锂电池的新型正极材料的制作方法，其特征在 于它包括以下三个步骤A、 用分步沉淀法合成Ni-Mn氧化物或Mn的氧化物中间产物；B、 用这个中间产物合成Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物；C、 将上述Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物制成用于生产锂电池的 高性能正极材料。
3、 如权利要求2所述的一种用于生产锂电池的新型正极材料的制作方法，其特征在于所述的分步沉淀法包括以下步骤A、 在一定浓度的MnS04水溶液中，边搅拌边滴加NaHC03;B、 在Mn沉淀后，加入一定配比的NiS04溶液；C、 搅拌均匀后，边搅拌边滴加NaOH;D、 充分搅拌后，过滤，清洗便可得到中间产物。
4、 如权利要求2所述的一种用于生产锂电池的新型正极材料的 制作方法，其特征在于所述的本发明中的合成Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物包括以下步骤A、 加入MS04溶液时可得到(Ni，Mn)304;B、 不加NiS04溶液时可得到Mn304。
5、 如权利要求2所述的一种用于生产锂电池的新型正极材料的制作方法，其特征在于所述的Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0氧化物制成用 于生产锂电池的高性能正极材料的步骤是用得到的(Ni， Mn) 304或Mn304中间产物与锂化合物混合烧成高性 能Li-Ni-Mn-0或Li-Mn-0锂电池正极材料。
全文摘要
本发明涉及一种用于生产锂电池的新型正极材料及其制作方法。现有的锂锰镍氧或锂锰氧材料的生产主要采用混合烧成技术，成本高，工序复杂，产品也难于广泛地运用在锂电池的生产中。本发明将锂锰镍氧系或锂锰氧系正极材料做为生产锂电池的新型材料，其制作方法包括三个步骤用分步沉淀法合成Ni-Mn氧化物或Mn的氧化物中间产物；用中间产物合成Li-Ni-Mn-O或Li-Mn-O氧化物；将上述Li-Ni-Mn-O或Li-Mn-O氧化物制成用于生产锂电池的高性能正极材料。减少工序，节约能源，降低生产成本，得到的化合物组成均匀，性能优良，在制作中可控制中间产物的粒径大小和形态、分散性、比表面积等指标，组装的锂电池有高的放电容量和循环充放电稳定性。
文档编号H01M4/36GK101635355SQ200910108438
公开日2010年1月27日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者汤卫平, 毅 王 申请人:深圳市源源新材料科技有限公司