[發明專利]一種鋰離子電池正極材料及其制作方法

在審

• 申請號: 201711331824.7
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108134078A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 苗保記
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/505;H01M10/0525
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 朱健;陳國軍

1.一種鋰離子電池正極材料，其特征在于：由通式Li[Ni_mCo_nM_x]O₂摻質量分數少于0.7％的B元素組成，其中M為金屬元素Fe、Al、Mn中的一種，所述m，n和x符合以下規則：m＜0.1；當M為Fe時，m：n：x＝1：0.4：0.13；當M為Al時，m：n：x＝1：0.6：0.087；當M為Mn時，m：n：x＝1：0.6：0.058。

2.如權利與要求1所述的一種鋰離子電池正極材料，其特征在于：所述B元素的來源為Li₃V₂(P_1-yB_yO₄)₃，所述y＜1。

3.如權利與要求2所述的一種鋰離子電池正極材料，其特征在于：所述Li₃V₂(P_1-yB_yO₄)₃為Li₃V₂(P_0.52B_0.48O₄)₃。

4.如權利要求3所述的一種鋰離子電池正極材料，其特征在于：所述Li[Ni_mCo_nM_x]O₂與Li₃V₂(P_0.52B_0.48O₄)₃共混形成若干球形聚集體。

5.如權利要求4所述的一種鋰離子電池正極材料，其特征在于：每一個所述球形聚集體之間具有一定的間隙，形成一定的孔隙率，所述孔隙率為4％～10％。

6.如權利與要求1-5中任意一條權利要求所述的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，將NiSO₄·6H₂O，CoSO₄·7H₂O，硫酸M水合物按照一定的金屬摩爾比進行混合后配置成水溶液，將水溶液在氮氣保護下于紊流循環釜中反應得到前驅體(Ni_mCo_nM_x)(OH)₂；

步驟二，將前驅體與適量混堿(V_NaOH：V_KOH＝1.5：1)混合后，在固定轉速，80～85℃的溫度下，攪拌1～2h，抽濾后烘干，得到活化的前驅體；

步驟三，將活化的前驅體，H₃BO₃與Li₂CO₃，NH₄VO₃，NH₄H₂PO₄按照一定的元素摩爾比進行混合，加入適量的乙醇于紊流循環釜中反應3～5h后，將體系至于微波條件下反應10～15min；

步驟四，將步驟三中的反應產物過濾、洗滌后干燥，得到目標產物。

7.如權利要求6所述的一種鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述金屬摩爾比符合以下規則：當M為Fe時，Ni：Co：M＝1：0.4：0.13；當M為Al時，Ni：Co：M＝1：0.6：0.087；當M為Mn時，NiCo：M＝1：0.6：0.058。

8.如權利要求6所述的一種鋰離子電池正電極材料的制備方法，其特征在于：所述元素摩爾比符合以下規則，B：Li：V：P＝0.12：1：0.5：0.13，所述前驅體與Li₂CO₃中元素Li所占摩爾比相同。

9.如權利要求7或8所述的一種鋰離子電池正電極材料的制備方法，其特征在于：所述體系置于微波條件下時，環境中充有混合氣體，混合氣體由氧氣和氮氣組成，所述氧氣和氮氣的體積比為1：1。