本发明专利技术提供一种Li1.5Ni0.25-x/2Mn0.75-x/2MxO2.5材料及其制备方法、含该材料的锂离子电池，属于锂离子电池技术领域，其可解决现有的掺杂富锂锰基正极材料和由其制备的锂离子电池的成本高或循环性能差的问题。本发明专利技术的Li1.5Ni0.25-x/2Mn0.75-x/2MxO2.5材料的制备方法包括共沉淀制备三元复合物步骤、三元复合物预处理步骤、固相合成步骤。本发明专利技术通过选取适当的工艺参数获得了性能优良的掺杂富锂锰基正极材料，从而使该材料和由其制备的锂离子电池的成本低、循环性能优良。本发明专利技术的掺杂富锂锰基正极材料是由上述方法制备的。本发明专利技术的锂离子电池包括上述掺杂的富锂锰基正极材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及ー种掺杂富锂锰基正极材料及其制备方法、含该材料的锂离子电池。
技术介绍
随着科学技术的进歩，电子产品(移动电话、数码产品、笔记本电脑等)、电动汽车、医疗设备和航天航空等领域对储能设备的要求日益提高。锂离子电池作为储能设备的ー种以其优越的性能得到了广泛的应用。现代社会对储能设备在高容量、高能量密度、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、对环境无污染等储能设备等方面的要求越来越高，一般的锂离子电池的正极材料(例如LiCo02、LiMn2O4, LiFePO4)越来越不能满足人们的要求。 层状富锂正极材料XLi2MnO3 · (I-x) LiM02 (M=Co,Ni0 5Mn0 5, Cr, Ni 1/3Co 1/3Mn1/3, Fe···)是ー种 a -NaFeO2 型固溶体材料，由层状的 Li2MnO3 和 LiMO2 (M=Mn，Ni, Co, Nitl 5Mntl 5, Cr,Ni1/3Co1/3Mn1/3，Fe…)形成，该材料以其特有的高比容量(20(T300mAh/g)成为当今锂离子电池正极材料的研究热点。虽然上述层状材料具有优良的电化学性能，但是，也存在着许多问题，如首次充放电过程中具有较大的不可逆容量损失、电池测试倍率性能差；另外，在循环过程中存在相变，可能出现Mn的溶解及Jahn-Teller效应等问题,最终导致该材料循环性能低下。目前上述层状材料的主要制备方法有燃烧法、共沉淀法、固相法、溶胶凝胶法等，但上述方法中存在材料的循环性能较差，或难以エ业化生产，或成本高等问题。例如溶胶-凝胶法合成的产物一般颗粒细小、粒径分布均匀、结晶性能好、初始容量较高，但合成原料一般采用有机试剂，成本较高，难以实际应用；固相法操作エ艺简单，但合成的材料颗粒大，均匀性较差等因素影响了材料的电化学性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术方法制得的LiI. 5附0· 25—x/2Mn0. 1X/2MX02.5材料和由其制备的锂离子电池的成本高或循环性能差的问题，提供ー种Li1.5Ni0.25_x/2Mn0. 75_x/2Mx02. 5材料的制备方法。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是ー种Lii.sNic^jMnQ.^/AO^材料的制备方法，其中M为Cr或Co，包括1)共沉淀制备三元复合物的步骤按物质的量比例Ni : Mn : M= (O. 25_x/2) (O. 75_x/2) x配制镍前驱体、锰前驱体和M盐的混合物水溶液，向混合物水溶液中加入沉淀剂，得到三元复合物；2)三元复合物的预处理步骤，其包括下列两种过程中的任意ー种按物质的量比例Li Ni Mn M=( I. 53 I. 59) (O. 25_x/2) (O. 75-χ/2)X将锂源和步骤I)所得三元复合物混料得固体混合物，粉碎，得到粉碎混合物；在含氧气氛下，以O. 5^10°C /min的升温速度加热到40(T60(TC，保温烧结2 12h，得到四元复合物；或将步骤I)所得的三元复合物在含氧气氛下，以O. 5^10°C /min的升温速度加热到40(T60(TC，保温烧结2 12h，得到该三元复合物的氧化物，然后按物质的量比例Li Ni Mn M= (I. 53 I. 59) (O. 25-χ/2) (O. 75-χ/2) χ将锂源和所述三元复合物的氧化物混料得固体混合物，粉碎，得到四元复合物；3)固相合成步骤将步骤2)所得的四元复合物在含氧气氛下，以O. 5^10°C /min的升温速度加热到800^9500C，煅烧2 24h，降温，即得到Li I. 5附0· 25-x/2Mn0 .75-x/2Mx02.5 材料。优选的是，其中O. 002彡χ彡O. 08。优选的是，所述含氧气氛为空气气氛或纯氧气氛，所述的降温为骤冷降温或自然降温，所述的粉碎为球磨粉碎或研磨粉碎。进ー步优选的是，所述的球磨粉碎为湿法球磨，所述湿法球磨包括将こ醇与固体混合物按(I I. 5) : lmL/g的比例混合，以300 650r/min的转速球磨2 16h。优选的是，所述的M盐为铬盐，所述的铬盐为硝酸铬、硫酸铬、氯化铬、醋酸铬中的ー种或几种；或所述的M盐为钴盐，所述的钴盐为硝酸钴、硫酸钴、氯化钴、醋酸钴中的一种或几种。优选的是，所述的镍前驱体为硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍中的ー种或几种；所述的锰前驱体为硝酸锰、醋酸锰、硫酸锰、氯化锰中的ー种或几种。优选的是，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。优选的是，所述的沉淀剂为NaOH溶液、KOH溶液、K2CO3溶液、Na2CO3溶液中的任意ー种。本专利技术通过选取适当的エ艺參数获得了性能优良的Lih5Nia25Y2Mntl75Y2MxC^5-料，从而使该材料和由其制备的锂离子电池的比容量较高和循环性能优良。本专利技术所要解决的技术问题还包括，针对现有的LiI. 5附0· 25—x/2Mn0. 75-x/2Mx02.5 材料成本闻或循环性能差的问题，提供一种比容量闻和循环性能优良的Li1. 5^10. 25-x/2Mn0. 75-x/2Mx02. 5材料。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是ー种LiI. 5附0· 25—χ/2Μη0. 75-χ/2Μχ02.5 材料，其是通过上述方法制备的。由于本专利技术的ΙΑ.5Ν α25_χ/2Μηα75_χ/2Μχ02.5材料是通过上述方法制备的，其比容量较闻和循环性能优良。本专利技术所要解决的技术问题还包括,针对现有的由材料制备的锂离子电池比容量低、循环性能差的问题，提供ー种比容量较高和循环性能优良的锂离子电池。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是ー种锂离子电池，其正极含有上述的Lil. 5附0. 25-χ/2Μη0. 75-χ/2Μχ02. 5 材料。由于本专利技术的锂离子电池的正极含有上述Li1.5Ni0.25_x/2Mn0.75_x/2Mx02.5材料，故其比容量较高和循环性能优良。附图说明图I为本专利技术实施例I所制备的ΙΑ.5Ν α25_χ/2Μηα75_χ/2Μχ02.5材料的XRD图。图2为本专利技术实施例I所制备的LiI. 5附0· 25—χ/2Μη0. 75-χ/2Μχ02. 5材料的放电循环性能曲线。具体实施例方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进ー步详细描述。 实施例I本实施例提供ー种Li1. Wia 246Mna 746Cotl選O2.5材料的制备方法，包括步骤I.共沉淀制备三元复合物按物质的量比例Ni Mn Co=O. 246 O. 746 O. 008配制醋酸镍，硝酸锰和硝酸钴的混合物水溶液，在搅拌状态下，向混合溶液中滴加摩尔浓度为2Μ的NaOH溶液，使Ni2+、Mn2+、Co2+沉淀完全，静置2h后，抽滤、洗涤三次、110°C干燥4h得到三元复合物。步骤2.三元复合物的预处理按物质的量比例Li Ni Mn Co=L 575 O. 246 O. 746 O. 008 将硝酸锂和碳酸锂(两者的物质的量比例为I : I)，三元复合物混料得固体混合物，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；并按こ醇与固体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Li1.5Ni0.25？x/2Mn0.75？x/2MxO2.5材料的制备方法，其中M为Cr或Co，其特征在于，包括：1）共沉淀制备三元复合物的步骤：按物质的量比例Ni︰Mn︰M=（0.25？x/2）︰（0.75？x/2）︰x配制镍前驱体、锰前驱体和M盐的混合物水溶液，向混合物水溶液中加入沉淀剂，得到三元复合物；2）三元复合物的预处理步骤，其包括下列两种过程中的任意一种：按物质的量比例Li︰Ni︰Mn︰M=（1.53～1.59）︰（0.25？x/2）︰（0.75？x/2）︰x将锂源和步骤1）所得三元复合物混料得固体混合物，粉碎，得到粉碎混合物；在含氧气氛下，以0.5~10℃/min的升温速度加热到400~600℃，保温烧结2~12h，得到四元复合物；或将步骤1）所得的三元复合物在含氧气氛下，以0.5~10℃/min的升温速度加热到400~600℃，保温烧结2~12h，得到该三元复合物的氧化物，然后按物质的量比例Li︰Ni︰Mn︰M=（1.53～1.59）︰（0.25？x/2）︰（0.75？x/2）︰x将锂源和所述三元复合物的氧化物混料得固体混合物，粉碎，得到四元复合物；3）固相合成步骤：将步骤2）所得的四元复合物在含氧气氛下，以0.5~10℃/min的升温速度加热到800~950℃，煅烧2~24h，降温，即得到Li1.5Ni0.25？x/2Mn0.75？x/2MxO2.5材料。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘三兵，刘云建，朱广燕，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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