[發(fā)明專利]金屬摻雜二氧化鈰表面修飾鋰離子電池高鎳正極材料

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810539644.6
• 申請(qǐng)日: 2018-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108711615A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊成浩;鄭鋒華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州朝鋰新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/48;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 趙蕊紅

1.一種金屬摻雜二氧化鈰(Ce_1-xN_xO₂，0≤x≤1)表面修飾鋰離子電池高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)按照LiNi_aCo_bM_1-a-bO₂鋰離子電池正極材料的比例，稱取鎳鹽、鈷鹽、金屬離子M鹽，分別溶解于去離子水中，配制成濃度均為0.2-3mol/L的鹽溶液；其中，a、b為摩爾數(shù)，0.5≤a≤1，0≤b≤0.2，M為金屬離子Mn、Al和Fe中的一種或幾種；

2)將堿和氨水溶解在去離子水中配制成混合堿溶液，混合堿溶液中，堿的濃度為2-10mol/L，氨水的摩爾濃度為2-5mol/L；將所得混合堿溶液加入到反應(yīng)釜中，使占反應(yīng)釜容積的30％-50％；

3)將步驟1)配制好的鎳鹽、鈷鹽和M金屬鹽溶液分別勻速泵入反應(yīng)釜中，在泵入的整個(gè)過(guò)程中，反應(yīng)釜內(nèi)的pH值在9-12之間、溫度在60-80℃之間；停止泵入后，靜置陳化12-20小時(shí)后，然后將沉淀物過(guò)濾、洗滌、烘干得到前驅(qū)體材料，所述前驅(qū)體材料為(Ni_aCo_bM_1-a-b)(OH)₂或(Ni_aCo_bM_1-a-b)CO₃；

4)將前驅(qū)體材料與鋰源進(jìn)行混合，鋰源、前驅(qū)體金屬離子的摩爾比為L(zhǎng)i：(Ni+Co+M)＝(1-1.05):1，然后再加入分散劑混合球磨6-24h，干燥之后將混合物放入管式爐中，在氧氣氛圍下于400-600℃預(yù)燒2-10h，然后在700-900℃燒結(jié)10-25h，冷卻至室溫，即得鋰離子電池高鎳正極材料LiNi_aCo_bM_1-a-bO₂；

5)將鈰鹽溶于水溶液中，按照Ce_1-xN_xO₂的比例，稱取N金屬離子的鹽或是氧化物分散于添加劑中得到分散溶液，再將鈰鹽水溶液加入所述分散溶液中，然后進(jìn)行球磨混合，所獲得的前驅(qū)體在1000-1500℃下煅燒6-20h，冷卻至室溫得到Ce_1-xN_xO₂，其中金離子N為Sc,Ti,V,Y,Zr,Nb,La,Pr,Nd,Sm,Gd中的一種或幾種；

6)按照滿足Ce_1-xN_xO₂的包覆量為0.1％-10％條件，將步驟4)和步驟5)制備的LiNi_aCo_bM_1-a-bO₂和Ce_1-xN_xO₂按照質(zhì)量比混合，再加入分散劑通過(guò)球磨機(jī)球磨6-24h，干燥之后置于管式爐中于300-700℃燒結(jié)3-7h，然后冷卻至室溫，即得Ce_1-xN_xO₂表面修飾鋰離子電池富鎳正極材料LiNi_aCo_bM_1-a-bO₂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所述的鎳鹽為硫酸鎳、硝酸鎳和醋酸鎳中的一種或幾種；鈷鹽為硫酸鈷、硝酸鈷和醋酸鈷中的一種或幾種；金屬離子M鹽為金屬離子M的硫酸、硝酸和醋酸中的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所述的堿為氫氧化鈉溶液和氫氧化鉀溶液中的一種或兩種，并且濃度為2-5mol/L；氫氧化鈉與氨水的摩爾比為2：1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟4)所述的鋰源為氫氧化鋰、碳酸鋰、草酸鋰、醋酸鋰和硝酸鋰中的一種或幾種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟4)所述的分散劑為乙醇、丙酮和甲醇中的一種，且鋰源與分散劑按1mol：(0.1-10)L的比例混合。