[發(fā)明專利]花狀三元鋰離子電池正極材料及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710481641.7 | 申請(qǐng)日: | 2017-06-22 |
| 公開(公告)號(hào): | CN107394191A | 公開(公告)日: | 2017-11-24 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 高博;王偉;趙夫濤 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 蕪湖浙鑫新能源有限公司 |
| 主分類號(hào): | H01M4/485 | 分類號(hào): | H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525 |
| 代理公司: | 北京潤平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283 | 代理人: | 鄒飛艷,張苗 |
| 地址: | 241000 安徽省蕪湖市高新*** | 國省代碼: | 安徽;34 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 三元 鋰離子電池 正極 材料 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰離子電池正極材料,具體地,涉及一種花狀三元鋰離子電池正極材料及其制備方法。
背景技術(shù)
鈷酸鋰作為鋰離子電池正極材料廣泛地應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等3C產(chǎn)品中。但鈷酸鋰正極材料中的鈷含量高,在我國鈷資源供不應(yīng)求的條件下,鈷酸鋰正極材料的價(jià)格昂貴,難以滿足目前動(dòng)力鋰離子電池市場對(duì)大量正極材料的需求。
三元鋰離子電池正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2因其容量高、循環(huán)性能穩(wěn)定而受到廣泛地關(guān)注。尤其加入價(jià)格低廉的錳元素之后,材料的成本得到了大幅度的降低,為大規(guī)模的生產(chǎn)奠定了經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。目前,三元鋰離子電池正極材料正逐步成為電動(dòng)汽車的首選鋰離子電池正極材料,市場份額也在逐年增大。
但是,三元鋰離子電池正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作為動(dòng)力鋰離子電池正極材料,在使用過程中仍然存在一定問題。其中,比較突出的一個(gè)難題是大電流放電條件下材料的電化學(xué)性能不穩(wěn)定。這就導(dǎo)致三元鋰離子電池正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在使用過程中,難以實(shí)現(xiàn)大電流的充放電,鋰離子電池在快充快放過程中受到動(dòng)力學(xué)上的抑制,使鋰離子電池及其相關(guān)產(chǎn)品在用戶使用的舒適度和方便性下降,制約著產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用。
通過增大鋰離子電池材料和電解液的接觸面積,改善鋰離子在電解液和正極材料之間的擴(kuò)散情況是提高鋰離子電池正極材料倍率性能的一個(gè)重要的手段。如果通過對(duì)材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控,制備出具有和電解液更多接觸面的三元鋰離子電池正極材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,無疑會(huì)進(jìn)一步提高材料的倍率性能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)材料的快速充電,為動(dòng)力鋰離子電池和電動(dòng)汽車的普及應(yīng)用奠定更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用共沉積控制結(jié)晶技術(shù),制備了純凈的花狀鋰離子電池正極材料,LiNixCoyMn1-x-yO2,其中,0.3≤x≤0.35,0.3≤y≤0.35,該方法操作簡單、設(shè)備投入量少、便于市場化推廣,前景廣闊。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種花狀三元鋰離子電池正極材料的制備方法,包括以下步驟:(1)將含有鎳鹽、鈷鹽和錳鹽的混合溶液和沉淀劑溶液在含有絡(luò)合劑的溶液中進(jìn)行反應(yīng),過濾,將沉淀物干燥,得前驅(qū)體;其中,鎳鹽、鈷鹽和錳鹽的混合溶液中Ni、Co、Mn的摩爾比為:x:y:1-x-y,其中,0.3≤x≤0.35,0.3≤y≤0.35;(2)將前驅(qū)體與鋰源化合物進(jìn)行混合,預(yù)熱,預(yù)熱后升溫,保溫,冷卻。
本發(fā)明還提供一種花狀三元鋰離子電池正極材料,根據(jù)前文所述的制備方法制備得到。
本發(fā)明通過共沉積控制結(jié)晶技術(shù),制備了純凈的花狀三元鋰離子電池正極材料LiNixCoyMn1-x-yO2,其中,0.3≤x≤0.35,0.3≤y≤0.35,材料純凈、無雜質(zhì)生成;且花狀鋰離子電池正極材料比表面積大,與電解液接觸面積更好,倍率性能好,可滿足動(dòng)力電池大電流充放電的需求。采用本發(fā)明制備的材料作為正極材料組裝成扣式電池進(jìn)行測試的結(jié)果顯示,材料倍率性能和循環(huán)性能好、容量高。該方法操作簡單、設(shè)備投入量少、便于市場化推廣,前景廣闊。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。
附圖說明
附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明,但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制得的花狀三元鋰離子電池正極材料的形貌圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制得的花狀三元鋰離子電池正極材料的XRD圖;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中花狀三元鋰離子電池正極材的倍率性能曲線圖;
圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中花狀三元鋰離子電池正極材料在2C條件下的循環(huán)性能曲線圖。
具體實(shí)施方式
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