[發(fā)明專利]一種在尖晶石鎳錳酸鋰正極材料表面硫化的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810179127.2
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108400320B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 危璐雅;林應斌;劉國鎮(zhèn);林志雅;黃志高
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/525;H01M4/505;H01M10/0525
• 代理公司: 福州君誠知識產(chǎn)權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

1.一種在尖晶石鎳錳酸鋰正極材料表面硫化的方法，其特征在于：

1）分別將可溶性Li、Ni、Mn的化合物按（1~ x）:0.5:1.5摩爾比溶于去離子水，充分攪拌得到澄清的混合溶液，其中0≤x≤0.1;

2）在混合溶液中加入金屬離子鰲合劑并攪拌6～10小時，之后用氨水或乙二胺調節(jié)上述溶液的pH值，pH值范圍是6～7；

3）將混合溶液放置于溫度為80～90℃的水浴鍋中繼續(xù)攪拌并回流，攪拌8～24小時后得到凝膠液體；

4）將凝膠液體置于鼓風干燥箱或馬弗爐中，在250～280℃的空氣氛圍下熱處理8～24小時后得到蓬松狀物質，經(jīng)研磨得到凝膠前驅體粉末；

5）將收集到的凝膠前驅體粉末置于氣氛爐中，在空氣或氧氣氛圍下分兩階段煅燒，煅燒完畢后隨爐降溫至室溫，得到鎳錳酸鋰正極材料：

6）將制備的鎳錳酸鋰正極材料粉末分散于無水乙醇中, 超聲震蕩2～6小時后加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，充分反應5～15小時后，用無水乙醇洗滌、離心分離，然后干燥得到表面活化的鎳錳酸鋰粉末；

7）稱取一定質量的表面活化的鎳錳酸鋰粉末和硫代乙酰胺分散于無水乙醇中，之后用氨水或乙二胺調節(jié)溶液的PH值，PH值范圍是7.5～8.5，反應3~6小時后，用無水乙醇洗滌、離心分離，然后干燥得到表面吸附有硫離子的鎳錳酸鋰粉末；

8）將表面吸附有硫離子的鎳錳酸鋰粉末置于氣氛爐中，在氬氣或氬氫混合氣氛圍下進行燒結，燒結溫度為300~500℃，從室溫升到燒結溫度的升溫速率為1~5℃/分鐘，燒結時間為8~15小時；燒結完畢后隨爐降溫至室溫，得到表面硫化的鎳錳酸鋰正極材料。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種在尖晶石鎳錳酸鋰正極材料表面硫化的方法，其特征在于所述的可溶性Li化合物為醋酸鋰、硝酸鋰和硫酸鋰中的一種。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種在尖晶石鎳錳酸鋰正極材料表面硫化的方法，其特征在于所述的可溶性Ni化合物為醋酸鎳、硝酸鎳和硫酸鎳中的一種。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種在尖晶石鎳錳酸鋰正極材料表面硫化的方法，其特征在于所述的可溶性Mn化合物為醋酸錳、硝酸錳和硫酸錳中的一種。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種在尖晶石鎳錳酸鋰正極材料表面硫化的方法，其特征在于所述的金屬離子鰲合劑為指草酸、檸檬酸、酒石酸的一種，金屬離子鰲合劑的用量為混合溶液中所有金屬離子物質摩爾量總和的2.0～4.0倍。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種在尖晶石鎳錳酸鋰正極材料表面硫化的方法，其特征在于所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷的用量為0.03克鎳錳酸鋰需要0.5~3ml 3-氨丙基三乙氧基硅烷。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種在尖晶石鎳錳酸鋰正極材料表面硫化的方法，其特征在于所述的兩階段煅燒， 第一階段：煅燒溫度為450~550℃，從室溫升到煅燒溫度的升溫速率為1～5℃/分鐘，煅燒時間為3～8小時；第二階段：煅燒溫度為850～950℃，從第一階段煅燒溫度升到第二階段煅燒溫度的升溫速率為2～5℃ /分鐘，煅燒時間為9～20小時。