[發明專利]一種表面碳修飾的層狀三元富鋰材料及其應用

有效

• 申請號: 201711016740.4
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN109713244B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 王連邦;蘇利偉;傅江浩;吳昊
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

1.一種表面碳修飾的層狀三元富鋰材料，其特征在于所述的材料按以下方法步驟制備：

(1)將錳源、鎳源、鈷源、鋰源按所含金屬元素的物質的量比3.9～4.2:1:1:9.2～10.8混合，球磨2～6h，得到研磨后的粉末；

(2)將步驟(1)得到的研磨后的粉末在空氣氣氛下煅燒，煅燒溫度為700～900℃，煅燒時間為8～16h，得到0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂；

(3)將碳源、步驟(2)得到的0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂與H₂O混合加入水熱釜中，攪拌10～30min；所述碳源在H₂O中的濃度為0.005～0.015mol/L，所述0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂在H₂O中的濃度為0.1～0.2mol/L；

(4)將所述水熱釜密封并放入烘箱中，控制水熱溫度150～200℃，水熱時間1～3h，取出后分別用水、乙醇離心各3～6次，在40～60℃下烘干；

(5)將步驟(4)烘干后的物質研磨，放入管式爐并在惰性氣氛下煅燒，煅燒溫度為400～600℃，煅燒時間為1～3h，得到所述表面碳修飾的層狀三元富鋰材料0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂/C；

步驟(1)中所述錳源為β-MnO₂，所述鎳源為硝酸鎳、醋酸鎳或硫酸鎳，所述鈷源為硝酸鈷、醋酸鈷或硫酸鈷，所述鋰源為碳酸鋰或氫氧化鋰；

步驟(1)中所述錳源β-MnO₂的制備方法為：將KMnO₄與葡萄糖按物質的量比為5～7：1均勻混合，放入高壓反應釜中，攪拌15～60min，超聲30～120min；超聲后密封高壓反應釜，并置于烘箱中，控制反應溫度170-220℃，反應時間1～5h，反應結束后離心，過濾，40℃～70℃下烘干得到所述β-MnO₂。

2.如權利要求1所述的表面碳修飾的層狀三元富鋰材料，其特征在于：步驟(3)中所述碳源為葡萄糖、蔗糖或果糖。

3.如權利要求1所述的表面碳修飾的層狀三元富鋰材料，其特征在于：步驟(5)中所述惰性氣氛為為氬氣或氮氣氣氛。