[發(fā)明專利]一種鋰離子電池高鎳正極材料的電磁場約束等離子體強化氧化焙燒方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710380473.2
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN106992296B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 應皆榮
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波工程學院
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 余姚德盛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33239
• 代理人: 吳曉微

1.一種鋰離子電池高鎳正極材料的電磁場約束等離子體強化氧化焙燒方法，其特征在于，將前驅(qū)體和鋰源粉體均勻混合，置于焙燒裝置中進行焙燒，持續(xù)通入含氧氣體，通過等離子體放電使所述含氧氣體產(chǎn)生帶正電荷的活性氧，通過在所述焙燒裝置中施加電磁場使所述活性氧的運動發(fā)生偏轉(zhuǎn)，約束富集在前驅(qū)體和鋰源粉體附近，合成高鎳正極材料；

所述方法包括如下步驟：

(1)將所述前驅(qū)體和鋰源粉體均勻混合，置于連接有大氣壓放電等離子體發(fā)生裝置和偏轉(zhuǎn)電磁場發(fā)生器的石英管式爐中；

(2)向所述石英管式爐中通入所述含氧氣體，反應后的氣體排出所述石英管式爐，爐內(nèi)氣體壓力保持常壓；

(3)調(diào)節(jié)所述大氣壓放電等離子體發(fā)生裝置的電壓、頻率、功率，使所述含氧氣體在所述石英管式爐中發(fā)生等離子體放電，生成活性氧；

(4)調(diào)節(jié)所述偏轉(zhuǎn)電磁場發(fā)生器的電場強度和/或所述偏轉(zhuǎn)電磁場發(fā)生器的磁感應強度，使所述活性氧的運動發(fā)生偏轉(zhuǎn)，約束富集在所述前驅(qū)體和鋰源粉體附近；

(5)將所述石英管式爐進行升溫，保溫焙燒，合成鋰離子電池高鎳正極材料；

(6)焙燒結(jié)束后，待爐溫降至150℃以下，關(guān)閉所述大氣壓放電等離子體發(fā)生裝置和所述偏轉(zhuǎn)電磁場發(fā)生器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池高鎳正極材料的電磁場約束等離子體強化氧化焙燒方法，其特征在于：所述步驟(1)中，所述鋰源為氫氧化鋰和碳酸鋰中的一種或兩種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池高鎳正極材料的電磁場約束等離子體強化氧化焙燒方法，其特征在于：所述步驟(2)中，所述含氧氣體為空氣、富氧空氣、純氧氣中的任意一種，流量為0.05～5L/min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池高鎳正極材料的電磁場約束等離子體強化氧化焙燒方法，其特征在于：所述步驟(3)中，所述大氣壓放電等離子體發(fā)生裝置采用交流電源或脈沖電源，所述電壓為10～50kV，所述頻率為1～50kHz，所述功率為100～1000W。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池高鎳正極材料的電磁場約束等離子體強化氧化焙燒方法，其特征在于：所述步驟(4)中，所述偏轉(zhuǎn)電磁場發(fā)生器的電場強度為10V/m～10kV/m，所述偏轉(zhuǎn)電磁場發(fā)生器的磁感應強度為10^-2～10T。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池高鎳正極材料的電磁場約束等離子體強化氧化焙燒方法，其特征在于：所述鋰離子電池高鎳正極材料為LiNi_xM_1-xO₂，其中1.0≥x≥0.6，M為Co、Mn、Al、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Sr、Y、Zr中的一種或幾種。