[發明專利]一種協同改性的氟磷酸鈷鋰正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711113068.0
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107845801B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 常彩云;馮季軍;姜鑫宇
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 高強

1.一種鎳摻雜和碳/二氧化硅包覆協同改性的氟磷酸鈷鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述氟磷酸鈷鋰正極材料的化學式為Li₂Co_1-xNi_xPO₄F/C+SiO₂，其中0x≤0.3；其制備方法包括如下步驟：

(1)將一定化學計量比的鋰源、鈷源、氟源和鎳源化合物分別加入去離子水中，攪拌，將一定量的磷酸根源化合物加入上述溶液，繼續攪拌，將其轉移至高壓反應釜密閉水熱反應后，自然冷卻到室溫，取出，干燥，得前驅體；

(2)將步驟(1)所得的前驅體與碳源化合物混合研磨，在氬氣氣氛下，兩階段煅燒，得碳包覆鎳摻雜Li₂CoPO₄F(Li₂Co_1-xNi_xPO₄F/C)材料；

(3)稱取一定量的二氧化硅于燒杯中，加入去離子水，超聲，再加入Li₂Co_1-xNi_xPO₄F/C材料，一定溫度下磁力攪拌一段時間，干燥，研磨，得到鎳摻雜和碳/二氧化硅包覆協同改性的氟磷酸鈷鋰(Li₂Co_1-xNi_xPO₄F/C+SiO₂)目標粉體；

步驟(1)中，所述的鋰源為氫氧化鋰、乙酸鋰中的一種或幾種；所述的鈷源為乙酸鈷、硝酸鈷、硫酸鈷、氯化鈷中的一種或幾種；所述的氟源為氟化鋰、氫氟酸中的一種或幾種；所述的鎳源為氯化鎳、乙酸鎳、硝酸鎳、硫酸鎳中的一種或幾種；所述的磷酸根源化合物為磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸中的一種或幾種；

加入磷酸根源化合物后磁力攪拌時間5-30min，密閉水熱反應溫度為120-220℃，水熱時間為8-20h；

步驟(2)中，所述的碳源化合物為葡萄糖、蔗糖、檸檬酸、抗壞血酸、吡咯、噻吩、石墨、氧化石墨烯、碳納米纖維、科琴黑中的一種或幾種；

所述的碳源化合物中加入量為碳含量在目標產物中的質量百分含量為1-20wt％；

所述的將步驟(1)所得的前驅體與碳源化合物混合研磨過程為兩者混合直接干法研磨或者兩者放入水或乙醇中分散濕法混合研磨再蒸除溶劑；

步驟(2)中，兩階段煅燒的條件為：第一階段煅燒溫度為300-400℃，煅燒時間為4-7h，第二階段煅燒溫度為550-700℃，煅燒時間為4-8h；所述的兩階段煅燒之間處理方式為一鍋式連續升溫處理或兩階段之間經降溫至室溫，取出研磨后，再重新升溫進行第二階段熱處理；

步驟(3)中，所述的二氧化硅的質量百分含量為0.5-10wt％；所述的超聲處理時間10-90min，磁力攪拌的溫度20-80℃，磁力攪拌的時間為1-6h。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的二氧化硅為顆粒、粉末或分散液中的一種或幾種；二氧化硅分散液的分散劑為甲醇、乙醇、乙二醇、水中的一種或幾種；二氧化硅分散液的pH為8.5-11.5。