[发明专利]一种BN包覆无钴Ni-Mn固溶镍基正极材料

摘要

本发明公开了一种BN包覆无钴Ni‑Mn固溶镍基正极材料，其结构式为：LiNixMn1‑xO2·a BN，其中0.5≤x＜1，0＜a≤0.06，所述BN为LiNixMn1‑xO2材料表面的包覆层。本发明材料表面包覆BN，该包覆层可有效阻隔正极材料与电解液的直接接触，具有很强的耐酸性，从而抑制材料中锰离子溶于电解液，达到稳定材料结构，提高材料循环性能的作用。

主权项

1.一种BN包覆无钴Ni‑Mn固溶镍基正极材料，其特征在于，其结构式为：LiNixMn1‑xO2·a BN，其中0.5≤x＜1，0＜a≤0.06，所述BN为LiNixMn1‑xO2材料表面的包覆层；BN包覆无钴Ni‑Mn固溶镍基正极材料的制备方法包括如下步骤：（1）按照配比称取镍盐、锰盐，镍盐和锰盐共同溶解于去离子水中，配制成过渡金属源溶液，通过氨水调节溶液pH至7~7.2；（2）将沉淀剂加去离子水配制成浓度为0.1‑10moL/L的初级溶液，并在初级溶液中加入络合剂混合后得沉淀剂溶液；（3）向反应釜内加去离子水至反应釜内部容积10‑40%，同时向反应釜中持续通惰性气体充满反应釜，然后将步骤（1）所得过渡金属源溶液、步骤（2）所得沉淀剂溶液用蠕动泵，均以10‑500mL/h的流量同时滴入反应釜中，搅拌条件下控制反应体系的温度40‑60℃、pH9‑12进行共沉淀反应，滴加完毕后，保持反应温度下继续搅拌1‑24h，然后静置6‑10小时，边抽滤边用去离子水洗涤沉淀至沉淀杂质含量小于400ppm，干燥后得到前驱体；（4）按Li与过渡金属离子总量的摩尔比=0.9‑1.2：1，称取锂盐与前驱体，用球磨机湿法球磨5‑24 h，使锂盐与前驱体充分混合均匀，得到锂浆料，将锂浆料于50‑80℃烘箱中干燥5‑20 h，得到混合物料；（5）将混合物料在空气、氧气、氮气中的一种气氛中，升至400‑600℃，恒温2‑5 h，再升至700‑1000℃，恒温8‑15 h，随炉冷却即可得到无钴镍基正极材料；（6）将步骤（5）得到的无钴镍基正极材料溶于三氧化二硼的醇溶液中，以500‑1000 转/min的搅拌速率，搅拌温度为50‑100 ℃，2‑6 h内蒸干该溶液，得到三氧化二硼包覆的无钴镍基正极材料；（7）将三氧化二硼包覆的无钴镍基正极材料置于管式气氛炉中，以1‑5℃/min的升温速率升至600‑850℃，在流量为200‑600cm3 /min氮气保护条件下，与流量为100‑300cm3 /min氨气发生反应，反应时间为2‑5h，降至室温，得到产品。