[發(fā)明專利]一種具有高鎳系全濃度梯度鋰離子電池正極材料及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610178566.2 | 申請日： | 2016-03-25 |
| 公開（公告）號： | CN105609759A | 公開（公告）日： | 2016-05-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 牛利;孫中輝;韓冬雪;焦連升;高玉舟;吳同舜 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所 |
| 主分類號： | H01M4/505 | 分類號： | H01M4/505;H01M4/525;H01M4/131;H01M4/1391;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210 | 代理人： | 李外 |
| 地址： | 130022 吉林*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 具有 高鎳系全 濃度梯度 鋰離子電池 正極 材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種具有高鎳系全濃度梯度鋰離子電池正極材料，其特征在于，該正極 材料的結(jié)構(gòu)式為LiNixCoyMnzO2LiNiaCobMncO2，其中0.7≤x≤1.0,0.1≤y≤0.3, 0.05≤z≤0.1，0.4≤a≤0.5,0.1≤b≤0.3,0.25≤c≤0.3,x+y+z＝1,a+b+c＝1；
該正極材料形狀為球形，結(jié)構(gòu)為核殼型，從內(nèi)核核心到外殼表面過程中， 鎳鈷錳含量呈線性濃度梯度分布，鎳含量逐漸降低，鈷含量不變或呈逐漸增加 趨勢，錳含量逐漸增加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高鎳系全濃度梯度鋰離子電池正極材料 的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一：分別配制總濃度均為1～4mol/L含有鎳鹽、鈷鹽和錳鹽的溶液A 和溶液B；
步驟二：將溶液B滴加到溶液A中并混合均勻，將混合均勻后的溶液再加 入到反應(yīng)釜中，同時(shí)將堿溶液和絡(luò)合劑溶液也加入到反應(yīng)釜中，且在反應(yīng)過程 中調(diào)節(jié)反應(yīng)的pH值為8.0～12.0、反應(yīng)溫度為40～60℃、攪拌速度為300～1200 r/min、惰性氣體流速為10～200L/h，控制溶液A和溶液B的滴加速度，保證 二者能夠同時(shí)滴加結(jié)束，同時(shí)停止堿溶液及絡(luò)合劑溶液的滴加，得到反應(yīng)溶液；
步驟三：將步驟二得到的反應(yīng)溶液恒溫陳化10～24h后進(jìn)行固液分離，經(jīng) 洗滌干燥，得到鋰離子電池正極材料的前驅(qū)體；
步驟四：將步驟三得到的鋰離子電池正極材料的前驅(qū)體和鋰源置于氣氛爐 中進(jìn)行分段通氣燒結(jié)，首先從室溫升溫至300～550℃，保溫3～6h，隨后升溫至 600～750℃，保溫10～20h，最后升溫至800～1000℃，保溫10～20h，整個(gè)燒結(jié) 過程通氣，燒結(jié)結(jié)束后隨氣氛爐自然冷卻至室溫，即可得到具有高鎳系全濃度 梯度鋰離子電池正極材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高鎳系全濃度梯度鋰離子電池正極材料 的制備方法，其特征在于，所述溶液A中鎳、鈷和錳三種元素的比例為：0.7～ 1.0：0～0.5：0～0.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高鎳系全濃度梯度鋰離子電池正極材料 的制備方法，其特征在于，所述溶液B中鎳、鈷和錳三種元素的比例為：0.1～ 0.5：0～0.5：0.25～1.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高鎳系全濃度梯度鋰離子電池正極材料 的制備方法，其特征在于，所述鎳鹽為硫酸鎳鹽、鹽酸鎳鹽、硝酸鎳鹽和醋酸 鎳鹽中的一種或多種；所述鈷鹽為硫酸鈷鹽、鹽酸鈷鹽、硝酸鈷鹽和醋酸鈷鹽 中的一種或多種；所述錳鹽為硫酸錳鹽、鹽酸錳鹽、硝酸錳鹽和醋酸錳鹽中的 一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高鎳系全濃度梯度鋰離子電池正極材料 的制備方法，其特征在于，所述的堿溶液濃度為2～8mol/L；絡(luò)合劑溶液的濃 度為1～12mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高鎳系全濃度梯度鋰離子電池正極材料 的制備方法，其特征在于，所述堿溶液為氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳 酸鈉、碳酸氫鈉、和碳酸鉀中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高鎳系全濃度梯度鋰離子電池正極材料 的制備方法，其特征在于，所述絡(luò)合劑溶液為氨水、草酸、檸檬酸和乙二胺四 乙酸二鈉中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高鎳系全濃度梯度鋰離子電池正極材料 的制備方法，其特征在于，所述鋰源為氫氧化鋰、碳酸鋰、醋酸鋰和草酸鋰中 的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有高鎳系全濃度梯度鋰離子電池正極材料 的制備方法，其特征在于，所述步驟四燒結(jié)過程的升溫速率為1～5℃/min。
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