本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正極材料的制備方法，屬于新能源鋰電池正極材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

對(duì)于鋰離子電池，正極材料是其最主要的組成部分，也是決定其電化學(xué)性能的最關(guān)鍵部分，所以正極材料的性能極大的影響了鋰離子電池的性能，因此使用較好的制備工藝制備正極材料也是非常必要的。

目前主要的合成納米片方法主要有共沉淀法、水熱法、離子交換法、溶膠-凝膠法等，普通沉淀法合成的顆粒較厚，不能形成單晶納米片；采用水熱法雖然能形成形貌極好的單晶納米片，但其工藝成本較高。

超聲波是一種機(jī)械波，在液體介質(zhì)傳播過(guò)程中它引起媒質(zhì)分子以其平衡位置為中心的振動(dòng)，媒質(zhì)受到的作用力足夠大，分子間的平均距離就會(huì)增大到超過(guò)極限距離，從而破壞液體結(jié)構(gòu)的完整性，導(dǎo)致出現(xiàn)空腔和空穴，但這些空穴在相繼而來(lái)的聲波正壓下又將向內(nèi)壓縮，其結(jié)果是一些空化泡將進(jìn)入持續(xù)振蕩階段，而另一些空化泡將完全崩潰，當(dāng)這些微小的氣泡破裂時(shí)，產(chǎn)生瞬間的高溫、高壓，形成所謂的“熱點(diǎn)”，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波，對(duì)共沉淀過(guò)程起到明顯的加速作用，使晶格生長(zhǎng)完整，得到顆粒結(jié)晶度更高；另一方面超聲波使液體出現(xiàn)湍流的力學(xué)特性，降低擴(kuò)散阻力，同時(shí)使固體表面膜破壞，加速了傳質(zhì)過(guò)程，大大提高了產(chǎn)物的收率，同時(shí)能更好地改善顆粒的尺寸和空間分布，最終達(dá)到均勻分散的目的。表面活性劑可以作為控形劑，在形核階段附著于新形成的顆粒表面，阻止其顆粒進(jìn)一步長(zhǎng)大，同時(shí)起到控形作用，使形成的顆粒在長(zhǎng)大過(guò)程中擇優(yōu)生長(zhǎng)，最終形成單晶納米片。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所使用的方法是共沉淀和高溫固相法的組合：共沉淀法制備出混合均勻的氫氧化物前驅(qū)體，再經(jīng)過(guò)噴霧干燥后高溫固相法燒結(jié)處理后得到均一的球形氧化物前驅(qū)體，最后將球形氧化物前驅(qū)體摻鋰固相燒結(jié)得到電化學(xué)性能良好的球形正極材料。

本發(fā)明提供一種鋰離子電池正極材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）配制濃度為0.5～4mol/L的金屬鹽溶液，得到溶液A；

（2）配制沉淀劑和絡(luò)合劑的混合溶液，得到溶液B，其中沉淀劑的濃度為2～4mol/L，絡(luò)合劑的濃度為0.2～3mol/L；

（3）將表面活性劑與水按照1g表面活性劑比100mL水的比例，混合均勻，滴加氨水將混合液的pH值調(diào)至10～13，得到溶液C；

（4）按照溶液A中的金屬離子與溶液B中沉淀劑的摩爾比為1∶（2.1～3）的比例，將溶液A和溶液B同時(shí)逐滴滴加到溶液C中，其中溶液A和溶液C的體積比為1∶(5～7），滴加過(guò)程控制溶液C中pH值為10～13，溫度為40～70℃，在惰性氣氛、超聲波空化和攪拌的協(xié)同作用下，直至滴加完畢后停止滴加，得到懸浮液；

（5）將步驟（4）的懸浮液洗滌至中性，持續(xù)超聲振動(dòng)分散的懸浮液進(jìn)行噴霧干燥；

（6）將步驟（5）的產(chǎn)物在500～700℃焙燒3～8h，隨爐冷卻到室溫，得到球性氧化物；

（7）將步驟（6）的產(chǎn)物與鋰源按質(zhì)量比為（1.1～3.6）∶1的比例混合，再將混合物進(jìn)行焙燒，焙燒工藝為：在室溫下，按5-10℃/min的升溫速率升溫至450～650℃，保溫60～180min，然后按5-10℃/min的升溫速率升溫至750～950℃，保溫600～900min，最后隨爐冷卻到室溫，所得產(chǎn)物即為鋰離子電池正極材料。

優(yōu)選的，步驟（1）所述金屬鹽為硫酸鎳、硝酸鎳、醋酸鎳、硫酸錳、硝酸錳、醋酸錳、硫酸鈷、硝酸鈷、醋酸鈷中的一種或幾種的任意比例混合。

優(yōu)選的，步驟（2）所述沉淀劑為NaOH和/或KOH；所述絡(luò)合劑為氨水、檸檬酸或乙二胺四乙酸二鈉。

優(yōu)選的，步驟（3）所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉C₁₈H₂₉NaO₃S、聚乙烯吡咯烷酮(C₆H₉NO)_n、油胺9-十八烯胺CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇CH₂NH₂、C₂₀H₃₇NaO₇S（氣溶膠）、十六烷基三甲基溴化銨C₁₆H₃₃(CH₃)₃NBr 或雙十二烷基二甲基溴化銨C₂₆H₅₆BrN。

優(yōu)選的，步驟（5）噴霧干燥時(shí)風(fēng)機(jī)頻率為20～60Hz，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速為20～60r/min，通針間隔時(shí)間為4.0s。

優(yōu)選的，步驟（7）所述鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰、醋酸鋰或硝酸鋰。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：

使用表面活性劑能夠有效地控制結(jié)晶的形貌，使合成產(chǎn)物具有明顯的片狀結(jié)構(gòu)；噴霧干燥出來(lái)的產(chǎn)物團(tuán)聚成的顆粒大小均勻，為后面焙燒得到尺寸均一的球形顆粒打好了基礎(chǔ)；噴霧干燥也為制備球形氧化物提供了一個(gè)高效、簡(jiǎn)便又省時(shí)的方法；而球形結(jié)構(gòu)的電極材料又能有效的提高電池的性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1步驟（5）得到的產(chǎn)物的TEM圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1步驟（5）得到的產(chǎn)物的TEM衍射光斑圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1步驟（6）產(chǎn)物的 XRD圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1得到的鋰離子電池正極材料的XRD圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1得到的鋰離子電池正極材料做成鋰離子電池的首次充放電圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2步驟（5）得到的產(chǎn)物的TEM圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例2步驟（5）得到的產(chǎn)物的SEM圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例2步驟（6）產(chǎn)物的SEM圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例2得到的鋰離子電池正極材料做成鋰離子電池的首次充放電圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例3步驟（5）得到的產(chǎn)物TEM圖；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例3步驟（6）產(chǎn)物的SEM圖；

圖12為本發(fā)明實(shí)施例3得到的鋰離子電池正極材料的XRD圖；

圖13為本發(fā)明實(shí)施例7步驟（5）得到的產(chǎn)物的TEM圖；

圖14為本發(fā)明實(shí)施例7步驟（5）得到的產(chǎn)物的SEM圖；

圖15為本發(fā)明實(shí)施例7步驟（6）產(chǎn)物的SEM圖；

圖16為本發(fā)明實(shí)施例7得到的鋰離子電池正極材料的XRD圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，需要指出的是，以下實(shí)施例只用于說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方法，并不能限制本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

本實(shí)施例所述鋰離子電池正極材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）用50mL的蒸餾水配制濃度為2mol/L的金屬鹽溶液，得到溶液A，其中金屬鹽為摩爾比為5∶2∶3的硫酸鎳、硫酸錳和硫酸鈷的混合物；

（2）用蒸餾水配制沉淀劑氫氧化鉀與絡(luò)合劑氨水的混合溶液，得到B溶液，氫氧化鉀的濃度為3mol/L，氨水的濃度為2mol/L；

（3）將3g表面活性劑倒入盛有300mL蒸餾水反應(yīng)釜中，并混合均勻，再滴加氨水將溶液的pH調(diào)至11，得到溶液C，其中表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮；

（4）按照溶液A中金屬陽(yáng)離子與溶液B中沉淀劑的摩爾比為1∶2.1的比例，將溶液A和溶液B同時(shí)逐滴滴加到溶液C中，反應(yīng)過(guò)程中控制反應(yīng)釜中溶液的pH值為11，溫度為50℃，在惰性氣氛、超聲波空化和攪拌分散的協(xié)同作用下反應(yīng)直至滴完，得到懸浮液，其中，超聲功率按溶液體積控制在1800W每升溶液，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液A和溶液B的滴加速率控制反應(yīng)體系的pH值為11；

（5）將步驟（4）的懸浮液用蒸餾水洗滌至中性，然后使用超聲波保持振動(dòng)分散，將超聲波持續(xù)振動(dòng)分散的懸浮液噴霧干燥，噴霧干燥條件為風(fēng)機(jī)頻率60Hz，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速60r/min，通針間隔時(shí)間為4.0s，所得到的產(chǎn)物為噴霧干燥后的鎳鈷錳復(fù)合氫氧化物；

（6）將步驟（5）所得的產(chǎn)物以500℃焙燒5h，再隨爐冷卻到室溫，得到球性氧化物；

（7）將步驟（6）的產(chǎn)物與碳酸鋰按質(zhì)量比為2.5∶1的比例混合，再將得到的混合物放入電阻爐中進(jìn)行焙燒，焙燒工藝為：在室溫下，按8℃/min的升溫速率升至500℃，保溫60min，然后又按8℃/min的升溫速率升至850℃，保溫720min，最后隨爐冷卻到室溫，所得產(chǎn)物即為鋰離子電池正極材料（LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂）。

本實(shí)施例步驟（5）所得到的產(chǎn)物的TME圖像如圖1，可以看出是明顯的正六邊形納米片狀結(jié)構(gòu)，尺寸在300nm左右，由圖2衍射光斑圖可以看出，產(chǎn)物為密排六方結(jié)構(gòu)；本實(shí)施例步驟（6）所得到的球形氧化物的XRD圖，如圖3，可以從相結(jié)構(gòu)看出其中主要物質(zhì)為MnCo₂O₄；所得到的鋰離子電池正極材料的XRD，如圖4所示，可以看出所制備的正極材料屬于六方晶系R3m空間群，具有典型α-NaFeO₂層狀結(jié)構(gòu)，且沒(méi)有雜峰，峰形尖銳，說(shuō)明產(chǎn)物結(jié)晶較好，且純度較高，圖5所示為鋰離子電池正極材料做成鋰離子電池的首次充放電圖，從圖中可以看出，在0.1C的倍率下首次放電比容量為162mAhg^-1。

實(shí)施例2

本實(shí)施例所述鋰離子電池正極材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）用50mL的蒸餾水配制濃度為4mol/L的金屬鹽溶液，得到溶液A，其中金屬鹽為摩爾比為5∶1∶4的醋酸鎳、硝酸錳和硝酸鈷的混合物；

（2）再用蒸餾水配制沉淀劑與絡(luò)合劑檸檬酸的混合溶液，得到B溶液，沉淀劑為濃度為4mol/L氫氧化鈉和濃度為4mol/L氫氧化鉀混合的混合物，檸檬酸的濃度為1mol/L；

（3）將3.5g表面活性劑倒入盛有350mL蒸餾水反應(yīng)釜中，并混合均勻，再滴加氨水將溶液的pH調(diào)至12，得到溶液C，其中表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉；

（4）按照溶液A中金屬陽(yáng)離子與溶液B中沉淀劑的摩爾比為1∶2.5的比例，將溶液A和溶液B同時(shí)逐滴滴加到溶液C中，反應(yīng)過(guò)程中控制反應(yīng)釜中溶液的pH值為12，溫度為60℃，在惰性氣氛、超聲波空化和攪拌分散的協(xié)同作用下反應(yīng)直至滴完，得到懸浮液，其中，超聲功率按溶液體積控制在1800W每升溶液，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液A和溶液B的滴加速率控制反應(yīng)體系的pH值為12；

（5）將步驟（4）的懸浮液用蒸餾水洗滌至中性，然后使用超聲波保持振動(dòng)分散，將超聲波持續(xù)振動(dòng)分散的懸浮液噴霧干燥，噴霧干燥條件為風(fēng)機(jī)頻率40Hz，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速40r/min，通針間隔時(shí)間為4.0s，所得到的產(chǎn)物為噴霧干燥后的鎳鈷錳復(fù)合氫氧化物；

（6）將步驟（5）所得的產(chǎn)物以600℃焙燒4h，再隨爐冷卻到室溫，得到球性氧化物；

（7）將步驟（6）的產(chǎn)物與氫氧化鋰按質(zhì)量比為3∶1的比例混合，再將得到的混合物放入電阻爐中焙燒，焙燒工藝為：在室溫下，按5℃/min的升溫速率升至450℃，保溫120min，然后又按8℃/min的升溫速率升至950℃，保溫600min，最后隨爐冷卻到室溫，所得產(chǎn)物即為鋰離子電池正極材料（LiNi_0.5Co_0.1Mn_0.4O₂）。

本實(shí)施例步驟實(shí)施例2中步驟（5）的產(chǎn)物的TEM圖，如圖6，可以看出其尺寸為100nm左右的片狀結(jié)構(gòu)，如圖7所示SEM圖，可知為顆粒結(jié)構(gòu)；如圖8是制備得到的球形氧化物的SEM圖，可是步驟（6）得到的產(chǎn)物為球形結(jié)構(gòu)；圖9為所制備的正極材料在0.1C的倍率下首次放電圖，可以看出其首次放電比容量為158mAhg^-1。

實(shí)施例3

本實(shí)施例所述鋰離子電池正極材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）用50mL的蒸餾水配制濃度為3mol/L的金屬鹽溶液，得到溶液A，其中金屬鹽為摩爾比為5∶3∶2的醋酸鎳、醋酸錳和醋酸鈷的混合物；

（2）再用蒸餾水配制沉淀劑氫氧化鈉與絡(luò)合劑乙二胺四乙酸二鈉的混合溶液，得到B溶液，其中氫氧化鈉的濃度為4mol/L，乙二胺四乙酸二鈉的濃度為0.2mol/L；

（3）將2.5g表面活性劑倒入盛有250mL蒸餾水反應(yīng)釜中，并混合均勻，再滴加氨水將溶液的pH調(diào)至10，得到C溶液，其中表面活性劑為油胺；

（4）按照溶液A中金屬陽(yáng)離子與溶液B中沉淀劑的摩爾比為1∶3的比例，將溶液A和溶液B同時(shí)逐滴滴加到溶液C中，反應(yīng)過(guò)程中控制溶液pH值為10，溫度為70℃，在惰性氣氛、超聲波空化和攪拌分散的協(xié)同作用下反應(yīng)直至滴完，得到懸浮液，其中，超聲功率按溶液體積控制在1800W每升溶液，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液A和溶液B的滴加速率控制反應(yīng)體系的pH值為10；

（5）將步驟（4）的懸浮液用蒸餾水洗滌至中性，然后使用超聲波保持振動(dòng)分散，將超聲波持續(xù)振動(dòng)分散的懸浮液噴霧干燥，噴霧干燥條件為風(fēng)機(jī)頻率20Hz，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速20r/min，通針間隔時(shí)間為4.0s，所得到的產(chǎn)物為噴霧干燥后的鎳鈷錳復(fù)合氫氧化物；

（6）將步驟（5）所得的產(chǎn)物在以700℃焙燒3h，再隨爐冷卻到室溫，得到球性氧化物；

（7）將步驟（6）的產(chǎn)物與硝酸鋰按質(zhì)量比為2∶1的比例混合，再將得到的混合物放入電阻爐中焙燒，焙燒工藝為：在室溫下，按10℃/min的升溫速率升至650℃，保溫80min，然后又按5℃/min的升溫速率升至750℃，保溫900min，最后隨爐冷卻到室溫，所得產(chǎn)物即為鋰離子電池正極材料（LiNi_0.5Co_0.3Mn_0.2O₂）。

本實(shí)施例步驟（5）的產(chǎn)物的TEM圖像，如圖10，可以看出其為明顯的正六邊形納米片狀結(jié)構(gòu)，其尺寸300nm左右；本實(shí)施例步驟6得到氧化物的圖像，如圖11，可以看出其為直徑為3um左右的球形。

實(shí)施例4

本實(shí)施例所述鋰離子電池正極材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）用50mL的蒸餾水配制濃度為3mol/L的金屬鹽溶液，得到溶液A，其中金屬鹽為摩爾比為8∶1∶1的硫酸鎳、硫酸錳和硫酸鈷的混合物；

（2）用蒸餾水配制沉淀劑氫氧化鈉與絡(luò)合劑氨水的混合溶液，得到溶液B，其中氫氧化鈉的濃度為2mol/L，氨水的濃度為3mol/L；

（3）將3.5g表面活性劑倒入盛有350mL蒸餾水反應(yīng)釜中，并混合均勻，再滴加氨水將溶液的pH調(diào)至13得到溶液C，其中表面活性劑是氣溶膠；

（4）按照溶液A中的金屬離子與溶液B沉淀劑的摩爾比為1∶3的比例，將溶液A和溶液B同時(shí)逐滴滴加到溶液C中，反應(yīng)過(guò)程中控制溶液pH值為13，溫度為40℃，在惰性氣氛、超聲波空化和攪拌分散的協(xié)同作用下反應(yīng)直至滴完，得到懸浮液，其中，超聲功率按溶液體積控制在1800W每升溶液，通過(guò)調(diào)節(jié)A和B溶液的滴加速率來(lái)控制反應(yīng)體系的pH值為13；

（5）將步驟（4）的懸浮液用蒸餾水洗滌至中性，然后使用超聲波保持振動(dòng)分散，將超聲波持續(xù)振動(dòng)分散的懸浮液噴霧干燥，噴霧干燥條件為風(fēng)機(jī)頻率60Hz，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速60r/min，通針間隔時(shí)間4.0s，所得到的產(chǎn)物為噴霧干燥后的鎳鈷錳復(fù)合氫氧化物；

（6）將步驟（5）所得的產(chǎn)物在500℃焙燒8h，再隨爐冷卻到室溫，得到球性氧化物；

（7）將步驟（6）的產(chǎn)物與碳酸鋰按質(zhì)量比為1.5∶1的比例混合，再將得到的混合物放入電阻爐中焙燒，焙燒工藝為：在室溫下，按8℃/min的升溫速率升至550℃，保溫180min，然后又按5℃/min的升溫速率升至850℃，保溫600min，最后隨爐冷卻到室溫，所得產(chǎn)物即為鋰離子電池正極材料(LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂)。

本實(shí)施例得到的正極材料制備的鋰離子電池在0.1C的倍率下首次放電比容量為191mAhg^-1。

實(shí)施例5

本實(shí)施例所述鋰離子電池正極材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）用50mL的蒸餾水配制濃度為0.5mol/L的金屬鹽溶液，得到溶液A，其中金屬鹽為硫酸錳；

（2）再用蒸餾水配制沉淀劑氫氧化鉀與絡(luò)合劑檸檬酸的混合溶液，得到B溶液，其中氫氧化鉀的濃度為2mol/L，檸檬酸的濃度為0.5mol/L；

（3）將3g表面活性劑倒入盛有300mL蒸餾水反應(yīng)釜中，并混合均勻，再滴加氨水將溶液的pH調(diào)至11.3，得到C溶液，其中表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨；

（4）按照溶液A中的金屬離子與溶液B沉淀劑的摩爾比為1∶2.6的比例，將溶液A和溶液B同時(shí)逐滴滴加到溶液C中，反應(yīng)過(guò)程中控制溶液pH值為11.3，溫度為50℃，在惰性氣氛、超聲波空化和攪拌分散的協(xié)同作用下反應(yīng)直至滴完，得到懸浮液，其中，超聲功率按溶液體積控制在1800W每升溶液，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液A和溶液B的滴加速率控制反應(yīng)體系的pH值為11.3；

（5）將步驟（4）的懸浮液用蒸餾水洗滌至中性，然后使用超聲波保持振動(dòng)分散，將超聲波持續(xù)振動(dòng)分散的懸浮液噴霧干燥，噴霧干燥條件為風(fēng)機(jī)頻率30Hz，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速30r/min，通針間隔時(shí)間為4.0s，所得到的產(chǎn)物為噴霧干燥后的氫氧化錳；

（6）將步驟（5）所得的產(chǎn)物在700℃焙燒3h，再隨爐冷卻到室溫，得到球性氧化物；

（7）將步驟（6）的產(chǎn)物與氫氧化鋰按質(zhì)量比為3.6∶1的比例混合，再將得到的混合物放入電阻爐中焙燒，焙燒工藝為：在室溫下，按6℃/min的升溫速率升至600℃，保溫90min，然后又按8℃/min的升溫速率升至950℃，保溫720min，最后隨爐冷卻到室溫，所得產(chǎn)物即為鋰離子電池正極材料(LiMnO₂)。

本實(shí)施例得到的正極材料制備的鋰離子電池在0.1C的倍率下首次放電比容量為124mAhg^-1。

實(shí)施例6

本實(shí)施例所述鋰離子電池正極材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）用50mL的蒸餾水配制濃度為4mol/L的金屬鹽溶液，得到溶液A，其中金屬鹽為硝酸鈷；

（2）再用蒸餾水配制沉淀劑氫氧化鈉與絡(luò)合劑氨水的混合溶液，得到B溶液，其中氫氧化鈉的濃度為4mol/L，氨水的濃度為3mol/L；

（3）將3g表面活性劑倒入盛有300mL蒸餾水反應(yīng)釜中，并混合均勻，再滴加氨水將溶液的pH調(diào)至10，得到C溶液，其中表面活性劑為雙十二烷基二甲基溴化銨；

（4）按照溶液A中的金屬離子與溶液B沉淀劑的摩爾比為1∶2.7的比例，將溶液A和溶液B同時(shí)逐滴滴加到溶液C中，反應(yīng)過(guò)程中控制溶液pH值為10，溫度為60℃，在惰性氣氛、超聲波空化和攪拌分散的協(xié)同作用下反應(yīng)直至滴完，得到懸浮液，其中，超聲功率按溶液體積控制在1800W每升溶液，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液A和溶液B的滴加速率控制反應(yīng)體系的pH值為10；

（5）將步驟（4）的懸浮液用蒸餾水洗滌至中性，然后使用超聲波保持振動(dòng)分散，將超聲波持續(xù)振動(dòng)分散的懸浮液噴霧干燥，噴霧干燥條件為風(fēng)機(jī)頻率60Hz，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速20r/min，通針間隔時(shí)間為4.0s，所得到的產(chǎn)物為噴霧干燥后的氫氧化鈷；

（6）將步驟（5）所得的產(chǎn)物在600℃焙燒6h，再隨爐冷卻到室溫，得到球性氧化物；

（7）將步驟（6）的產(chǎn)物與硝酸鋰按質(zhì)量比為1.5∶1的比例混合，再將得到的混合物放入電阻爐中焙燒，焙燒工藝為：在室溫下，按9℃/min的升溫速率升至550℃，保溫120min，然后又按10℃/min的升溫速率升至800℃，保溫800min，最后隨爐冷卻到室溫，所得產(chǎn)物即為鋰離子電池正極材料（LiCoO₂）。

本實(shí)施例得到的正極材料制備的鋰離子電池在0.1C的倍率下首次放電比容量為133mAhg^-1。

實(shí)施例7

本實(shí)施例所述鋰離子電池正極材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）用50mL的蒸餾水配制濃度為1mol/L的金屬鹽溶液，得到溶液A，其中金屬鹽為醋酸鎳；

（2）再用蒸餾水配制沉淀劑氫氧化鉀與絡(luò)合劑氨水的混合溶液，得到B溶液，其中氫氧化鉀的濃度為3.5mol/L，氨水的濃度為2mol/L；

（3）將2.5g表面活性劑倒入盛有250mL蒸餾水反應(yīng)釜中，并混合均勻，再滴加氨水將溶液的pH調(diào)至13，得到C溶液，其中表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮；

（4）按照溶液A中的金屬離子與溶液B沉淀劑的摩爾比為1∶3的比例，將溶液A和溶液B同時(shí)逐滴滴加到溶液C中，反應(yīng)過(guò)程中控制溶液pH值為13，溫度為70℃，在惰性氣氛、超聲波空化和攪拌分散的協(xié)同作用下反應(yīng)直至滴完，得到懸浮液，其中，超聲功率按溶液體積控制在1800W每升溶液，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液A和溶液B的滴加速率控制反應(yīng)體系的pH值為13；

（5）將步驟（4）的懸浮液用蒸餾水洗滌至中性，然后使用超聲波保持振動(dòng)分散，將超聲波持續(xù)振動(dòng)分散的懸浮液噴霧干燥，噴霧干燥條件為風(fēng)機(jī)頻率20Hz，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速60r/min，通針間隔時(shí)間為4.0s，所得到的產(chǎn)物為噴霧干燥后的氫氧化鎳；

（6）將步驟（5）所得的產(chǎn)物在550℃焙燒7h，再隨爐冷卻到室溫，得到球性氧化物；

（7）將步驟（6）的產(chǎn)物與醋酸鋰按質(zhì)量比為1.1∶1的比例混合，再將得到的混合物放入電阻爐中焙燒，焙燒工藝為：在室溫下，按7℃/min的升溫速率升至600℃，保溫60min，然后又按每10℃/min的升溫速率升至900℃，保溫780min，最后隨爐冷卻到室溫，所得產(chǎn)物即為鋰離子電池正極材料（LiNiO₂）。

本實(shí)施例步驟（5）的氫氧化物的TEM圖像如圖13，可以看出為納米片狀，且有呈現(xiàn)三角形或六邊形結(jié)構(gòu)；本實(shí)施例步驟（5）所得到的氫氧化物的SEM圖，如圖14，可以看出其為分散均勻的小顆粒；本實(shí)施例得到的球形氧化物的SEM圖，如圖15，可以看出其為球形結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例8

本實(shí)施例所述鋰離子電池正極材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）用50mL的蒸餾水配制濃度為2.5mol/L的金屬鹽溶液，得到溶液A，其中金屬鹽為摩爾比為1∶1 的硫酸鎳和硫酸鈷混合的混合物；

（2）再用蒸餾水配制沉淀劑氫氧化鉀與絡(luò)合劑氨水的混合溶液，得到B溶液，其中氫氧化鉀的濃度為3mol/L，氨水的濃度為3mol/L；

（3）將2.5g表面活性劑倒入盛有250mL蒸餾水反應(yīng)釜中，并混合均勻，再滴加氨水將溶液的pH調(diào)至13，得到C溶液，其中表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮；

（4）按照溶液A中的金屬離子與溶液B沉淀劑的摩爾比為1∶2.5的比例，將溶液A和溶液B同時(shí)逐滴滴加到溶液C中，反應(yīng)過(guò)程中控制溶液pH值為13，溫度為40℃，在惰性氣氛、超聲波空化和攪拌分散的協(xié)同作用下反應(yīng)直至滴完，得到懸浮液，其中，超聲功率按溶液體積控制在1800W每升溶液，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液A和溶液B的滴加速率控制反應(yīng)體系的pH值為13；

（5）將步驟（4）的懸浮液用蒸餾水洗滌至中性，然后使用超聲波保持振動(dòng)分散，將超聲波持續(xù)振動(dòng)分散的懸浮液噴霧干燥，噴霧干燥條件為風(fēng)機(jī)頻率30Hz，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速50r/min，通針間隔時(shí)間為4.0s，所得到的產(chǎn)物為噴霧干燥后的鎳鈷復(fù)合氫氧化物；

（6）將步驟（5）所得的產(chǎn)物在600℃焙燒5h，再隨爐冷卻到室溫，得到球性氧化物；

（7）將步驟（6）的產(chǎn)物與氫氧化鋰按質(zhì)量比為3∶1的比例混合，再將得到的混合物放入電阻爐中焙燒，焙燒工藝為：在室溫下，按5℃/min的升溫速率升至500℃，保溫100min，然后又按6℃/min的升溫速率升至850℃，保溫660min，最后隨爐冷卻到室溫，所得產(chǎn)物即為鋰離子電池正極材料（LiNi_0.5Co_0.5O₂）。

本實(shí)施例得到的正極材料制備的鋰離子電池在0.1C的倍率下首次放電比容量為155mAhg^-1。

實(shí)施例9

本實(shí)施例所述鋰離子電池正極材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）用50mL的蒸餾水配制濃度為3mol/L的金屬鹽溶液，得到溶液A，其中金屬鹽為摩爾比為1∶3的硝酸鎳和醋酸錳混合的混合物；

（2）再用蒸餾水配制沉淀劑氫氧化鉀與絡(luò)合劑乙二胺四乙酸二鈉的混合溶液，得到B溶液，其中氫氧化鉀的濃度為2mol/L，乙二胺四乙酸二鈉的濃度為1mol/L；

（3）將3g表面活性劑倒入盛有300mL蒸餾水反應(yīng)釜中，并混合均勻，再滴加氨水將溶液的pH調(diào)至11，得到C溶液，其中表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮；

（4）按照溶液A中的金屬離子與溶液B沉淀劑的摩爾比為1∶2.1的比例，將溶液A和溶液B同時(shí)逐滴滴加到溶液C中，反應(yīng)過(guò)程中控制溶液pH值為11，溫度為50℃，在惰性氣氛、超聲波空化和攪拌分散的協(xié)同作用下反應(yīng)直至滴完，得到懸浮液，其中，超聲功率按溶液體積控制在1800W每升溶液，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液A和溶液B的滴加速率控制反應(yīng)體系的pH值為11；

（5）將步驟（4）的懸浮液用蒸餾水洗滌至中性，然后使用超聲波保持振動(dòng)分散，將超聲波持續(xù)振動(dòng)分散的懸浮液噴霧干燥，噴霧干燥條件為風(fēng)機(jī)頻率50Hz，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速40r/min，通針間隔時(shí)間為4.0s，所得到的產(chǎn)物為噴霧干燥后的鎳錳復(fù)合氫氧化物；

（6）將步驟（5）所得的產(chǎn)物在650℃焙燒6h，再隨爐冷卻到室溫，得到球性氧化物；

（7）將步驟（6）的產(chǎn)物與醋酸鋰按質(zhì)量比為1.5∶1的比例混合，再將得到的混合物放入電阻爐中焙燒，焙燒工藝為：在室溫下，按7℃/min的升溫速率升至500℃，保溫150min，然后又按9℃/min的升溫速率升至820℃，保溫700min，最后隨爐冷卻到室溫，所得產(chǎn)物即為鋰離子電池正極材料（LiNi_0.5Mn_1.5O₄）。

本實(shí)施例得到的正極材料制備的鋰離子電池在0.1C的倍率下首次放電比容量為128mAhg^-1。