[發明專利]一種降低熔融態鋰源表面張力從而改善鋰離子電池正極材料高溫固相燒結過程的方法

有效

• 申請號: 201610141585.8
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN105789621B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 杜春雨;徐星;尹鴿平;左朋建;程新群;馬玉林;高云智
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

1.一種降低熔融態鋰源表面張力從而改善鋰離子電池正極材料高溫固相燒結過程的方法，其特征在于：該方法按以下步驟進行：

一、鋰源預處理：將鋰源與磷酸鹽按照1:(0.005～0.2)的摩爾比混合并攪拌10min～120min得到固體混合物1；將固體混合物1轉移至球磨罐中球磨1h～20h得到固體混合物2；

二、鋰源與鋰離子電池正極材料的前驅體材料混合：將步驟一中得到的固體混合物2與鋰離子電池正極材料的前驅體材料按1:(1～1.2)的摩爾比混合并攪拌10min～60min得到固體混合物3；

三、鋰源與前驅體材料充分浸潤：將步驟二中得到的固體混合物3轉移至氣氛燒結爐中，在溫度為450℃～600℃下保溫3h～10h，使鋰源熔化并與前驅體材料充分浸潤；所述氣氛為氧氣或空氣；

四、高溫燒結：將步驟三中充分浸潤后的材料繼續升溫至650℃～1000℃，然后進行高溫燒結5h～30h，使鋰源與前驅體材料充分反應，得到改善后的鋰離子電池正極材料。

2.根據權利要求1所述的一種降低熔融態鋰源表面張力從而改善鋰離子電池正極材料高溫固相燒結過程的方法，其特征在于：步驟一所述磷酸鹽為磷酸二氫鉀磷酸鹽、磷酸氫二鉀磷酸鹽、磷酸二氫鈉磷酸鹽、磷酸氫二鈉磷酸鹽、磷酸鈉磷酸鹽、焦磷酸鈉磷酸鹽、酸式焦磷酸鈉磷酸鹽、磷酸氫二銨磷酸鹽、磷酸二氫銨磷酸鹽、磷酸氫鈣磷酸鹽、磷酸鈣磷酸鹽、焦磷酸鈣磷酸鹽、磷酸鋁鈉磷酸鹽、磷酸鐵磷酸鹽、焦磷酸鐵磷酸鹽、磷酸氫鎂磷酸鹽、磷酸鎂磷酸鹽、次磷酸錳磷酸鹽中的一種或多種的混合物。

3.根據權利要求1所述的一種降低熔融態鋰源表面張力從而改善鋰離子電池正極材料高溫固相燒結過程的方法，其特征在于：步驟一所述鋰源為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、醋酸鋰、硫酸鋰、氯化鋰、氟化鋰、草酸鋰、磷酸鋰、磷酸氫鋰中的一種或多種的混合物。

4.根據權利要求1所述的一種降低熔融態鋰源表面張力從而改善鋰離子電池正極材料高溫固相燒結過程的方法，其特征在于：步驟一將鋰源與磷酸鹽按照1:0.1的摩爾比混合并攪拌。

5.根據權利要求1所述的一種降低熔融態鋰源表面張力從而改善鋰離子電池正極材料高溫固相燒結過程的方法，其特征在于：步驟二所述鋰離子電池正極材料的前驅體材料為錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳錳酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、富鋰型錳酸鋰的前驅體材料中的一種或多種的混合物。

6.根據權利要求1所述的一種降低熔融態鋰源表面張力從而改善鋰離子電池正極材料高溫固相燒結過程的方法，其特征在于：步驟二將步驟一中得到的固體混合物2與鋰離子電池正極材料的前驅體材料按1:1的摩爾比混合并攪拌。

7.根據權利要求1所述的一種降低熔融態鋰源表面張力從而改善鋰離子電池正極材料高溫固相燒結過程的方法，其特征在于：將步驟三中充分浸潤后的材料繼續升溫至800℃，然后進行高溫燒結20h。