[發明專利]一種鋯摻雜改性的氧化鎳鈷錳鋰/鈦酸鋰復合正極材料

在審

• 申請號: 201710432855.5
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107204426A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 朱繼平;王娟;嚴家偉;王杰;徐金鑫
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;宣城普益力能新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 張雁

1.一種鋯摻雜改性的氧化鎳鈷錳鋰/鈦酸鋰復合正極材料，其特征在于：制備包括如下步驟：

(1)將鋰源、部分鈷源、錳源、鋯源按照一定摩爾比溶解在水和無水乙醇的混合溶液中，標記為溶液A，將鎳源、剩余的鈷源按照一定摩爾比溶解在水和乙醇的溶液中，標記為溶液B，將二水合草酸溶解在水和乙醇溶液中，標記為溶液C；首先將A溶液倒入溶液C中，反應10~12min后，再將B溶液倒入A和C的混合溶液中，反應5~6h，使之完全沉淀；將反應后的物質放在干燥箱中干燥后，得到粉末，再進行研磨，然后放入坩堝中，煅燒后，得到黑色粉末；將粉末進行研磨，并過400~500目篩，即可得到鋯摻雜的氧化鎳鈷錳鋰LiNi_xCo_yMn_l-x-y-zZr_zO₂正極材料，其中0<x<0.6，0<y<0.6，0<z<0.1；

(2)將鈦酸鋰和上述（1）制備的LiNi_xCo_yMn_1-x-y-zZr_zO₂正極材料置于無水乙醇/異丙醇溶液中，濃度為0.01~0.02mol/L，再在75~85℃下加熱攪拌蒸干，并研磨過篩，得到前驅體，將該前驅體置于馬弗爐中，以3~5℃/min的速度升溫，在600~800℃下煅燒2~5h，然后冷卻至室溫，得到LiNi_xCo_yMn_1-x-y-zZr_zO₂/LTO正極材料。

2.根據權利要求1所述的鋯摻雜改性的氧化鎳鈷錳鋰/鈦酸鋰復合正極材料，其特征在于，所述的鎳源為碳酸鎳、乙酸鎳、硝酸鎳中的一種或幾種；

所述的鈷源為碳酸鈷、乙酸鈷、硝酸鈷中的一種或幾種；

所述的錳源為碳酸錳、乙酸錳、硝酸錳中的一種或幾種；

所述的鋯源為硝酸鋯、磷酸鋯、氯化鋯中的一種或幾種；

所述的鋰鹽為碳酸鋰、乙酸鋰、硝酸鋰、氫氧化鋰中的一種或幾種；

所述的水和無水乙醇的混合溶液中水和無水乙醇的體積比為1：0~10。

3.根據權利要求1所述的鋯摻雜改性的氧化鎳鈷錳鋰/鈦酸鋰復合正極材料，其特征在于，將鋰源、部分鈷源、錳源、鋯源按照一定摩爾比溶解在水和無水乙醇的混合溶液中，濃度為0.1~0.15mol/L，標記為溶液A；將鎳源、剩余的鈷源按照一定摩爾比溶解在水和乙醇的溶液中，濃度為0.03~0.04mol/L，標記為溶液B，將二水合草酸溶解在水和乙醇溶液中，濃度為0.15~0.2mol/L，標記為溶液C。

4.根據權利要求1所述的鋯摻雜改性的氧化鎳鈷錳鋰/鈦酸鋰復合正極材料，其特征在于：步驟（1）所述的干燥指的是在70~90℃干燥8~12h；所述煅燒過程是先升溫至300~600℃煅燒4~10h，再升溫至700~950℃煅燒10~24h。

5.根據權利要求1所述的鋯摻雜改性的氧化鎳鈷錳鋰/鈦酸鋰復合正極材料，其特征在于：步驟（2）中將該前驅體置于馬弗爐中，以4℃/min的速度升溫。

6.根據權利要求1所述的鋯摻雜改性的氧化鎳鈷錳鋰/鈦酸鋰復合正極材料，其特征在于，所述鈦酸鋰的用量占氧化鎳鈷錳鋰質量的0.5%~15%。