镍锰锂离子电池正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种镍锰锂离子电池正极材料及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）将十六烷基三甲基溴化铵和α‑环糊精分散于水中，然后加热反应，冷却，得混合液；（2）在步骤（1）中的混合液中加入二价镍源、二价锰源和柠檬酸，在持续混合条件下加热反应，冷却后，再加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；其中，二价镍源、二价锰源和锂源化合物的摩尔比为0.65‑0.75：0.25‑0.35：1。本发明专利技术得到的镍锰锂离子电池正极材料的充放电性能和循环使用性能得到较大程度的提升，与现有镍锰锂离子电池正极材料相比，镍锰锂离子电池正极材料的密度更小，且具有较好的充放电性能。

【技术实现步骤摘要】
镍锰锂离子电池正极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池正极材料，具体地，涉及一种镍锰锂离子电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
随着科技的不断进步和人们生活水平的不断提高，对于能源的需求也越来越高，而锂离子电池作为一种具有优异的使用性能的储能设备，其在便携式设备、计算机和电信通信方面具有广泛的应用。而常规的锂离子电池在多次使用后，其电容量会有明显的降低，导致其充放电性能会有着明显的下降。而锂离子电子的正极片则会大大影响其充放电性能等。因此，提供一种能使得锂离子电池在使用多次后依然具有良好的充放电性能和循环使用性能，进而延长其使用寿命的锂离子电池正极材料及其制备方法是本专利技术亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中规的锂离子电池在多次使用后，其电容量会有明显的降低，导致其充放电性能会有着明显的下降，从而提供一种能使得锂离子电池在使用多次后依然具有良好的充放电性能和循环使用性能，进而延长其使用寿命的镍锰锂离子电池正极材料及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种镍锰锂离子电池正极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）将十六烷基三甲基溴化铵和α-环糊精分散于水中，然后加热反应，冷却，得混合液；（2）在步骤（1）中的混合液中加入二价镍源、二价锰源和柠檬酸，在持续混合条件下加热反应，冷却后，再加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；其中，二价镍源、二价锰源和锂源化合物的摩尔比为0.65-0.75：0.25-0.35：1。本专利技术还提供一种根据前文所述的制备方法制备得到的镍锰锂离子电池正极材料。通过上述技术方案，本专利技术得到的镍锰锂离子电池正极材料的充放电性能和循环使用性能得到较大程度的提升，与现有镍锰锂离子电池正极材料相比，镍锰锂离子电池正极材料的密度更小，且具有较好的充放电性能和循环使用性能。专利技术人推测，二价镍源、二价锰源和柠檬酸和步骤（1）中的混合液一起加热，可将镍离子、锰离子配位螯合在α-环糊精的表面，再加入锂离子，然后混合，煅烧，能够去除螯合中心的α-环糊精，提高正极材料的比表面积和渗透性，从而很大程度上提高正极材料的充放电性能和循环使用性能。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种镍锰锂离子电池正极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）将十六烷基三甲基溴化铵和α-环糊精分散于水中，然后加热反应，冷却，得混合液；（2）在步骤（1）中的混合液中加入二价镍源、二价锰源和柠檬酸，在持续混合条件下加热反应，冷却后，再加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；其中，二价镍源、二价锰源和锂源化合物的摩尔比为0.65-0.75：0.25-0.35：1。通过上述技术方案，本专利技术得到的镍锰锂离子电池正极材料的充放电性能和循环使用性能得到较大程度的提升，与现有镍锰锂离子电池正极材料相比，镍锰锂离子电池正极材料的密度更小，且具有较好的充放电性能和循环使用性能。专利技术人推测，二价镍源、二价锰源和柠檬酸和步骤（1）中的混合液一起加热，可将镍离子、锰离子配位螯合在α-环糊精的表面，再加入锂离子，然后混合，煅烧，能够去除螯合中心的α-环糊精，提高正极材料的比表面积和渗透性，从而很大程度上提高正极材料的充放电性能和循环使用性能。为了得到具有较好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，在本专利技术更加优选的实施方式中，步骤（1）中，相对于20mL的水，十六烷基三甲基溴化铵的用量为0.04-0.08g，α-环糊精的用量为1.5-2.5g。这样，专利技术人推测，可提高α-环糊精的表面配位螯合镍离子、锰离子在的能力，从而实现本专利技术的目的。对于步骤（1）中的反应条件，可在较宽范围内进行调整，为了得到具有较好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，优选地，步骤（1）中的反应条件包括：温度为120-150℃。对于步骤（1）中的反应条件，可在较宽范围内进行调整，为了得到具有较好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，优选地，反应时间为8-9h。其中，对于二价镍源、二价锰源和锂源化合物和柠檬酸的用量，可在较宽范围内进行调整，只要是符合二价镍源、二价锰源和锂源化合物的摩尔比为0.65-0.75：0.25-0.35：1，均可实现本专利技术。在本专利技术一种更加优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，优选的，相对于2g的α-环糊精，二价镍源的用量为0.8-1.2mol，柠檬酸的用量为0.08-0.1mol。按照前文的制备方法即可实现本专利技术，但是，在本专利技术一种更加优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，优选的，步骤（2）中在加热反应前，还包括在步骤（2）中的混合体系中加入水以使二价镍源、二价锰源和柠檬酸溶解的步骤，其中，溶解后，水溶液中二价镍离子的浓度为0.03-0.06mol/L。而对于步骤（2）中的加热条件，可在较宽范围内进行调整。在本专利技术一种更加优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，步骤（2）中加热反应的条件包括：温度为80-95℃。而对于步骤（2）中的加热条件，可在较宽范围内进行调整。在本专利技术一种更加优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，步骤（2）中加热反应的条件包括：时间为3-8h。对于煅烧的条件，可在较宽范围内进行调整。在本专利技术一种更加优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，煅烧条件包括：温度为300-600℃。对于煅烧的条件，可在较宽范围内进行调整。在本专利技术一种更加优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，煅烧条件包括：时间为1-4h。对于二价锰源，本领域技术人员可在较宽范围内进行调整，只要该二价锰源能够溶于水中即可。在本专利技术的一种优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，二价锰源为氯化锰和/或硝酸锰。对于二价镍源，本领域技术人员可在较宽范围内进行调整，只要该二价镍源能够溶于水中即可。在本专利技术的一种优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，二价镍源为硝酸镍和/或氯化镍。对于锂源化合物，本领域技术人员可在较宽范围内进行调整，只要该锂源化合物能够溶于水中即可。在本专利技术的一种优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，锂源化合物为醋酸锂、硝酸锂和氯化锂中的一种或多种。其中，步骤（1）中冷却的温度，可在较宽范围内进行调整，只要温度低于步骤（2）中的加热温度即可。而对于步骤（2）中的冷却温度，可在较宽范围内调整，在后文的实施例中，冷却至室温（25℃）。在上述技术方案中，对于水的选择，可以选择去离子水、双蒸水、蒸馏水、超纯水等等，均可实现本专利技术，在此不再赘述。而对于反应容器或加热设备等的选择，只要能够实现本专利技术上述的技术条件，均可实现本专利技术，本专利技术不作要求，在此不再赘述。本专利技术还提供一种根据前文所述的制备方法制备得到的镍锰锂离子电池正极材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍锰锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：（1）将十六烷基三甲基溴化铵和α‑环糊精分散于水中，然后加热反应，冷却，得混合液；（2）在步骤（1）中的混合液中加入二价镍源、二价锰源和柠檬酸，在持续混合条件下加热反应，冷却后，再加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；其中，二价镍源、二价锰源和锂源化合物的摩尔比为0.65‑0.75：0.25‑0.35：1。

【技术特征摘要】
1.一种镍锰锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：（1）将十六烷基三甲基溴化铵和α-环糊精分散于水中，然后加热反应，冷却，得混合液；（2）在步骤（1）中的混合液中加入二价镍源、二价锰源和柠檬酸，在持续混合条件下加热反应，冷却后，再加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；其中，二价镍源、二价锰源和锂源化合物的摩尔比为0.65-0.75：0.25-0.35：1。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中：在步骤（1）中，相对于20mL的水，十六烷基三甲基溴化铵的用量为0.04-0.08g，α-环糊精的用量为1.5-2.5g；在步骤（1）中的反应条件包括：温度为120-150℃；和/或，反应时间为8-9h。3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，相对于2g的α-环糊精，二价镍源的用量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李千林，周瑞保，曹金华，
申请(专利权)人：芜湖乾凯材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34