[發明專利]一種球形含鎳碳酸錳材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710153257.4
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106784825A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 王敬;包烏日古木拉;蘇岳鋒;吳鋒;陳實;李維康
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/136;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種球形含鎳碳酸錳材料，其特征在于，所述材料中的鎳主要以碳酸鎳形式存在。

2.根據權利要求1所述的球形含鎳碳酸錳材料，其特征在于，所述碳酸鎳占所述球形含鎳碳酸錳材料的重量百分含量為大于0且小于等于52wt％，優選為3-31wt％，更優選為5-10wt％。

3.根據權利要求1或2所述的球形含鎳碳酸錳材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)分別配制錳鹽和鎳鹽的混合溶液、以及碳酸鹽溶液；

(2)通過共沉淀的方式得到所述的球形含鎳碳酸錳材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述的錳鹽為可溶性錳鹽。

優選地，所述的可溶性錳鹽包括醋酸錳、硫酸錳、氯化錳或硝酸錳中的一種或幾種。

優選地，在步驟(1)中，所述的鎳鹽為可溶性鎳鹽。

優選地，所述的可溶性鎳鹽包括醋酸鎳、硫酸鎳、氯化鎳或硝酸鎳中的一種或幾種。

優選地，在步驟(1)中，所述的碳酸鹽為可溶性碳酸鹽。

優選地，所述的可溶性碳酸鹽包括碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鈉或碳酸鉀中的一種或幾種。

5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述錳鹽和鎳鹽的混合溶液中，Mn²⁺含量為大于0且小于等于1mol/L，Ni²⁺含量為大于0且小于等于1mol/L。

優選地，Mn²⁺含量為大于0且小于等于0.02mol/L，Ni²⁺含量為大于0且小于等于0.001mol/L。

優選地，在步驟(1)中，所述碳酸鹽溶液中，CO₃^2-含量為大于0且小于等于15mol/L。

優選地，CO₃^2-含量為大于0且小于等于2.2mol/L。

優選地，在步驟(1)中，所述鎳鹽與錳鹽的摩爾投料比為(1～50):100；進一步優選為(5～25):100，例如可以是5:100、10:100、15:100、20:100或25:100。

優選地，在步驟(1)中，所述碳酸鹽與錳鹽的摩爾投料比為(1000～1500):100；進一步優選為(1000～1250):100，例如可以是1000:100，1050:100，1100:100，1150～100，1200:100，1250:100。

6.根據權利要求3-5中任一項權利要求所述的制備方法，其特征在于，優選地，所述步驟(1)具體包括：于20～30℃下，采用可溶性錳鹽和可溶性鎳鹽配制成錳鹽和鎳鹽的混合溶液，所述錳鹽和鎳鹽的混合溶液中，Mn²⁺含量為大于0且小于等于1mol/L，Ni²⁺含量為大于0且小于等于1mol/L；采用可溶性碳酸鹽配制成碳酸鹽溶液，所述碳酸鹽溶液中，CO₃^2-含量為大于0且小于等于15mol/L。

7.根據權利要求3-6中任一項權利要求所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)具體包括：將碳酸鹽溶液迅速倒入錳鹽和鎳鹽的混合溶液中，并進行攪拌，得到固體產物并用去離子水洗滌3次，于80～100℃溫度下烘干，得到所述的球形含鎳碳酸錳材料。

優選地，在步驟(2)中，所述的攪拌時間為1～8h，優選為3～6h。

優選地，所述的攪拌速率為200～600rpm，優選為300～400rpm。

8.根據權利要求1-2任一項所述的或權利要求3-7任一項所述制備方法制備得到的球形含鎳碳酸錳材料的用途，其特征在于，所述材料可用于制備鋰離子電池負極材料。

9.一種鋰離子電池負極材料，其特征在于，所述負極材料包括權利要求1-2任一項所述的或權利要求3-7任一項所述制備方法制備得到的球形含鎳碳酸錳材料。

優選地，所述球形含鎳碳酸錳材料中，所述碳酸鎳占所述球形含鎳碳酸錳材料的重量百分含量為大于0且小于等于52wt％，優選3-31wt％，更優選5-10wt％。

10.一種鋰離子電池的負極，其特征在于，所述負極包括權利要求9所述的鋰離子電池負極材料。

優選地，所述負極還包括粘結劑和導電劑。

優選地，所述鋰離子電池負極材料：導電劑：粘結劑的質量比為(5～8):(1～3):1；例如為8:1:1或7:2:1。

優選地，所述粘結劑為聚偏二氟乙烯(PVDF)，所述導電劑為乙炔黑(superp)。