本發(fā)明涉及鋰離子二次電池正極材料領域，尤其涉及一種富鋰氧化物固溶體材料的制備方法。
背景技術：
：普及應用新能源汽車的關鍵是要實現(xiàn)其經(jīng)濟性和使用的便利性與傳統(tǒng)燃油汽車相當。當前新能源汽車與傳統(tǒng)燃油汽車相比存在較大差距，提升經(jīng)濟性和使用便利性是未來相當長一段時間內(nèi)新能源汽車發(fā)展的主要方向。動力電池是新能源汽車的核心部分，其中鋰離子電池在成本、能量密度方面具有明顯的優(yōu)勢，將能夠大幅度提升新能源汽車經(jīng)濟性和使用的便利性，鋰離子電池體系中正極材料是決定性因素。新能源汽車應全部或部分采用電力驅(qū)動，與傳統(tǒng)燃油汽車相比，能夠減少燃料消耗，但是目前新能源汽車在全生命周期內(nèi)燃料消耗節(jié)省的費用尚不能抵消所增加的成本。若純電動汽車續(xù)航里程達到400公里，在電池系統(tǒng)成本降低至1.0元/wh以下的條件下，全生命周期內(nèi)的經(jīng)濟性能夠接近傳統(tǒng)燃油汽車。提升新能源汽車的使用便利性，增加純電驅(qū)動行駛的續(xù)航里程是關鍵。為增加續(xù)航里程，必須增加搭載動力電池系統(tǒng)存儲的能量，在不顯著增加新能汽車重量和體積的前提下，必須提高動力電池的比能量和能量密度。若純電動汽車續(xù)航里程達到400公里，動力電池系統(tǒng)比能量需要提升至250wh/kg左右，單體電池比能量需提升到350wh/kg。富鋰氧化物固溶體正極材料具有比容量高、成本低、安全性能好等特點，是新一代鋰離子動力電池比能量密度達到350wh/kg目標的最具應用前景的候選正極材料之一。基于富鋰氧化物固溶體材料高比容量高電壓的優(yōu)異性能，國內(nèi)很多公司和研究機構(gòu)近十年都投入了一定的精力對其進行研究。但由于富鋰氧化物固溶體材料循環(huán)過程中結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，導致材料循環(huán)性能較差，限制了其廣泛應用。技術實現(xiàn)要素：為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種富鋰氧化物固溶體材料的制備方法，其采用液相法，能保證元素混合的均勻性，同時，其不需單獨的洗滌工序，操作簡單。為此，本發(fā)明的技術方案如下：一種富鋰氧化物固溶體材料的制備方法，包括如下步驟：1)將鋰源、鈉源、錳源、鈷源、鎳源、溶解于去離子水中，得到溶液i；其中，各元素摩爾比滿足鋰：鈉：錳：鈷：鎳＝(1.12～1.15)：0.07：0.59：0.17:0.07；2)向所述溶液i中滴加沉淀劑，滴加沉淀劑所用時間為8～16h，得到固液混合物；其中，所述沉淀劑的物質(zhì)的量是錳源中錳元素的物質(zhì)的量、鈷源中鈷元素的物質(zhì)的量和鎳源中鎳元素的物質(zhì)的量三者之和的1.5～2倍；3)在240～280℃，將所述固液混合物進行噴霧干燥，得到物料i；4)將所述物料i在空氣氣氛中進行焙燒，焙燒溫度為900～950℃，焙燒時間為10～24h，得到物料ii；5)將所述物料ii進行粉碎、過篩、包裝即可得最終產(chǎn)品，產(chǎn)品的分子式為li1.1na0.07mn0.59co0.17ni0.07o2。進一步：步驟1)所述鋰源為硝酸鋰或醋酸鋰。進一步，步驟1)所述錳源為硝酸錳或醋酸錳進一步，步驟1)所述鈷源為硝酸鈷或醋酸鈷。進一步，步驟1)所述鎳源為硝酸鎳或醋酸鎳。進一步，步驟1)所述鈉源為硝酸鈉或醋酸鈉。進一步，步驟2)所述沉淀劑為碳酸氫銨或碳酸銨。該方法具有以下優(yōu)點：1)采用共沉淀的方法保證了金屬元素錳、鈷、鎳按化學計量比均勻混合；2)鋰源和鈉源的溶解保證了鋰元素、鈉元素可以充分浸潤前驅(qū)體沉淀，保證了各種元素均勻、緊密接觸；3)噴霧干燥工序保證了混合均勻的漿料在干燥過程中不會發(fā)生偏析；4)采用的鋰源、錳源、鈷源、鎳源以及沉淀劑引入的雜質(zhì)離子在后序的焙燒工序中均可以完全去除，省去了洗滌工序，簡化了工藝。附圖說明圖1為本發(fā)明提供的富鋰氧化物固溶體材料的制備方法的工藝流程圖。具體實施方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細描述。實施例1一種富鋰氧化物固溶體材料的制備方法，包括如下步驟：1)將硝酸鋰、硝酸錳、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸鈉溶解于去離子水中，得到溶液i；其中，元素摩爾比滿足鋰：鈉：錳：鈷：鎳＝1.12：0.07：0.59：0.17:0.07。2)將碳酸銨逐滴滴加到溶液i中，滴加碳酸銨所需時間為16h，得到固液混合物；其中，碳酸銨物質(zhì)的量：(錳+鈷+鎳)物質(zhì)的量＝1.5：1；即：碳酸銨物質(zhì)的量是錳源中錳元素的物質(zhì)的量、鈷源中鈷元素的物質(zhì)的量和鎳源中鎳元素的物質(zhì)的量三者之和的1.5倍；3)將固液混合物進行噴霧干燥，干燥溫度為240℃，得到物料i；4)將物料i在空氣氣氛中進行焙燒，焙燒溫度為950℃，焙燒時間為10h，得到物料ii；5)將物料ii進行粉碎、過篩、包裝即可得到最終產(chǎn)品。實施例2一種富鋰氧化物固溶體材料的制備方法，包括如下步驟：1)將醋酸鋰、醋酸錳、醋酸鈷、醋酸鎳、醋酸鈉溶解于去離子水中，得到溶液i；其中，元素摩爾比滿足鋰：鈉：錳：鈷：鎳＝1.15：0.07：0.59：0.17:0.07；2)將碳酸氫銨逐滴滴加到溶液i中，滴加碳酸氫銨所需時間為16h，得到固液混合物；其中，碳酸氫銨物質(zhì)的量：(錳+鈷+鎳)物質(zhì)的量＝1.5：1；即：碳酸氫銨的物質(zhì)的量是錳源中錳元素的物質(zhì)的量、鈷源中鈷元素的物質(zhì)的量和鎳源中鎳元素的物質(zhì)的量三者之和的1.5倍；3)將固液混合物進行噴霧干燥，干燥溫度為240℃，得到物料i；4)將物料i在空氣氣氛中進行焙燒，焙燒溫度為900c，焙燒時間為24h，得到物料ii；5)將所述物料ii進行粉碎、過篩、包裝即可得到最終產(chǎn)品。實施例31)將醋酸鋰、醋酸錳、醋酸鈷、硝酸鎳、硝酸鈉溶解于去離子水中，得到溶液i；其中，元素摩爾比滿足鋰：鈉：錳：鈷：鎳＝1.12：0.07：0.59：0.17:0.07；2)將碳酸銨逐滴滴加到溶液i中，滴加碳酸銨所需時間為16h，得到固液混合物；其中，碳酸銨物質(zhì)的量：(錳+鈷+鎳)物質(zhì)的量＝2：1；即：碳酸銨的物質(zhì)的量是錳源中錳元素的物質(zhì)的量、鈷源中鈷元素的物質(zhì)的量和鎳源中鎳元素的物質(zhì)的量三者之和的2倍；3)將固液混合物噴霧干燥，干燥溫度為280℃，得到物料i；4)將物料i在空氣氣氛中進行焙燒，焙燒溫度為950℃，焙燒時間為10h，得到物料ii；5)將物料ii進行粉碎、過篩、包裝即可得到最終產(chǎn)品。實施例41)將醋酸鋰、醋酸錳、醋酸鈷、醋酸鎳、醋酸鈉溶解于去離子水中，得到溶液i；其中，元素摩爾比滿足鋰：鈉：錳：鈷：鎳＝1.15：0.07：0.59：0.17:0.07。2)將碳酸銨逐滴滴加到溶液i中，滴加碳酸銨所需時間為16h得到固液混合物；其中，碳酸銨物質(zhì)的量：(錳+鈷+鎳)物質(zhì)的量＝2：1；即：碳酸銨的物質(zhì)的量是錳源中錳元素的物質(zhì)的量、鈷源中鈷元素的物質(zhì)的量和鎳源中鎳元素的物質(zhì)的量三者之和的2倍；3)將固液混合物噴霧干燥，干燥溫度為280℃，得到物料i；4)將物料i在空氣氣氛中進行焙燒，焙燒溫度為950℃，焙燒時間為10h，得到物料ii；5)將所述物料ii進行粉碎、過篩、包裝即可得到最終產(chǎn)品。實驗情況：表1列出了利用實施例1～4制得的鋰離子二次電池正極材料制成扣式電池的首次循環(huán)放電比容量和庫倫效率?？凼诫姵氐臏y試條件為lr2032，0.1c，2.0～4.9v，vs.li+/li，使用的充放電設備為蘭電充放電儀。表1首次充放電性能對比表由表中數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明制得的富鋰氧化鈷固溶體材料首次放電比容量基本達到了280mah/g，明顯高于現(xiàn)在常見的三元材料(≤190mah/g)和高鎳材料(≤210mah/g)，該材料應用于鋰離子動力電池可以明顯提高比能量密度。表2列出了利用實施例1～4制得的鋰離子二次電池正極材料制成18650實效電池的循環(huán)性能。實效電池的測試條件為1c，2.0～4.6v，使用的充放電設備為蘭電充放電儀。表2.實效電池循環(huán)性能樣品500次循環(huán)容量保持率/％實例181.0實例280.5實例380.0實例482.5由表中數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明制備的高性能富鋰氧化物固溶體材料具有良好的循環(huán)性能，500次循環(huán)容量保持率達到了80％以上。當前第1頁12