一种合成锂离子电池正极材料的方法.pdf

本发明公开了一种合成锂离子电池正极材料的方法，它包括以下步骤：在可溶性盐类溶液中均匀加入氢氧化锂水溶液生成氢氧化物沉淀和锂盐溶液，直到不再反应为止；将上述反应物过滤得到吸附有锂离子的氢氧化物滤饼；烘干滤饼，并测量吸附在滤饼上的锂含量；称取一定量的锂盐与烘干后的滤饼均匀匀混合，在一定温度下恒温烧制一定时间，得到分子式为：Li1+XMO2的锂离子电池正极材料，X取值范围为－0.1～0.2。由于用氢氧化锂代替氢氧化钠，附着在沉淀物上的锂离子无需水洗去除，省去了水洗步骤，节约了水源，降低了成本。

1、  一种合成锂离子电池正极材料的方法，采用以下步骤：
(1)在可溶性盐类溶液中均匀加入氢氧化锂水溶液生成氢氧化物沉淀和锂盐溶液，直到不再反应为止；
(2)将上述反应物过滤得到吸附有锂离子的氢氧化物滤饼；
(3)烘干滤饼，并测量吸附在滤饼上的锂含量；
(4)称取一定量的锂盐与烘干后的滤饼均匀匀混合，在一定温度下恒温烧制一定时间，得到分子式为：Li_1+XMO₂的锂离子电池正极材料，X取值范围为-0.1～0.2。

2、  如权利要求1所述的合成锂离子电池正极材料的方法，其特征是所述的可溶性盐类指硝酸盐类。

3、  如权利要求1所述的合成锂离子电池正极材料的方法，其特征是所述的可溶性盐类指硫酸盐类。

4、  如权利要求1所述的合成锂离子电池正极材料的方法，其特征是在步骤(4)中锂盐的加入量保证可溶性盐类中的金属离子与锂离子比为1∶1。

5、  如权利要求1所述的合成锂离子电池正极材料的方法，其特征是在步骤(4)中烧制温度范围为700～950℃。

6、  如权利要求1所述的合成锂离子电池正极材料的方法，其特征是在步骤(4)中烧制时间范围为1-20小时。

一种合成锂离子电池正极材料的方法
技术领域
本发明涉及合成锂离子电池正极材料的方法。
背景技术
锂离子作为绿色高能电源在十几年来受到广泛重视，它具有能量高、循环性好和低自放电的特点。为了充分发挥锂离子电池的性能特点，在世界范围内研究者对锂离子电池进行积极的研究。一般来说，正极材料的合成要在可溶性盐类溶液中加入氢氧化钠溶液反应生成沉淀物，在沉淀物上往往附带有有害的金属钠离子，为了把这些金属离子除去，要经过三次以上的水洗以除去无用金属离子，这些洗液一般要排放到环境当中，对环境造成污染。既浪费了水资源又污染环境。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术中的不足，提供一种不用水洗的合成锂离子电池正极材料的方法。
技术方案是：
1、在0～100℃，把可溶性盐类溶液和氢氧化锂溶液均匀混合反应生成氢氧化锂沉淀和锂盐溶液
2、过滤沉淀物和锂盐溶液的混合物得到吸附有锂离子的氢氧化物滤饼；
3、烘干滤饼，并测量吸附在滤饼上的锂含量；
4、把烘干的滤饼与一定量的锂盐均匀混合，在700～950℃任意温度恒温烧制1-20小时即可，锂盐的加入量按金属离子与锂离子比为1∶0.9～1.2进行(其中的锂原子也包括吸附在滤饼上的锂离子)。
上述可溶性盐类主要指硝酸盐、硫酸盐。
根据选用的可溶性盐类不同，可得到如下不同的锂离子电池正极材料：钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂和混合金属酸锂(例如钴钛酸锂、钴锰酸锂、镍锰酸锂、镍钴锰酸锂等等)，分子式表达为：Li_1+XMO₂，其中M代表一种金属离子或多种混合金属离子，X取值范围为-0.1～0.2
本发明地优点是：
由于用氢氧化锂代替氢氧化钠，附着在沉淀物上的锂离子无需水洗去除，只要测出锂含量，再根据所需锂含量确定锂盐的掺加量，省去了水洗步骤，节约了水源，降低了成本。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，列举以下实施例对技术方案作进一步的描述。
实施例1：在室温，把一定量的硝酸钴和氢氧化锂分别在水中溶解形成浓度均为3mol/L的溶液，将这两种溶液均匀混合反应，直到两种溶液完全反应不再继续生成氢氧化钴沉淀为止；把反应生成的氢氧化钴沉淀和硝酸锂水溶液的混合物过滤形成滤饼，烘干滤饼，测量其中的Li量。把含锂的滤饼烘干物与一定量的碳酸锂混合，碳酸锂的加入量按钴和锂的原子比为1∶1比例进行(其中的锂原子也包括吸附在滤饼上的锂原子)，然后在900℃恒温烧制1.5h，合成钴酸锂。
钴酸锂的分子式表达为：LiCoO₂
实施例2：在50℃，首先把一定量的硝酸钴、硝酸锰和硝酸镍的混合物(其中钴离子、锰离子、镍离子比例为1∶1∶1)和氢氧化锂分别在水中溶解(溶液浓度均为3mol/L)，将氢氧化锂溶液与混合物溶液均匀混合反应，直到两种溶液完全反应不再继续生成氢氧化物(氢氧化钴、氢氧化锰、氢氧化镍)沉淀为止；把氢氧化物沉淀物和硝酸锂水溶液的混合物过滤形成滤饼，烘干滤饼，并测量其中的Li含量。把含锂的滤饼烘干物与一定量的碳酸锂混合，混合时按钴+锰+镍原子∶锂原子为1∶1.02比例进行(其中的锂原子也包括吸附在滤饼上的锂原子)，然后在900℃恒温烧制2h，合成锰钴镍酸锂。
锰钴镍酸锂的分子式表达为：Li_1.02Co_0.33Mn_0.33Ni_0.33O₂