[發明專利]一種多孔三元復合正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810714265.6
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN109037609A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 丁建民
• 申請（專利權）人: 江蘇樂能電池股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多孔三元復合正極材料，由內核和外殼組成，所述內核為LiNixCoYMnZAaBb，其中0.3≤X≤0.8，0.1≤Y≤0.3，0.1≤Z≤0.3，0.01≤a≤0.1，0.01≤b≤0.1,外殼由多孔鈦酸鋰組成，所述的A和B為鈦、鎂、釩、鈮、鉻、鋅、鋯、鋁中的一種；其特征在于：所述的內核與外殼的厚度之比為，內核：外殼=100：10～30。

2.一種根據權利要求1所述的多孔三元復合正極材料的制備方法，以質量百分比計，其特征在于，包括以下步驟：

1）將鎳鹽、鈷鹽、錳鹽、A鹽、B鹽添加到有機溶劑中攪拌均勻后，再添加有機堿溶液及添加劑配制成質量濃度為1～10%的溶液，攪拌均勻后轉移到高壓反應釜中，在溫度為100～150℃反應1～12h，之后冷凍干燥：溫度-20～-60℃，真空度1～20pa得到多孔前驅體材料M；

其中：鎳鹽是硫酸鎳、硝酸鎳、氯化鎳中的一種；鈷鹽是硫酸鈷、硝酸鈷、氯化鈷中的一種；錳鹽是硫酸錳、硝酸錳、氯化錳中的一種；

鎳鹽、鈷鹽、錳鹽、A鹽、B鹽的摩爾比=3～8：1～3：1～3：0.1～1：0.1～1；

質量比：有機堿：添加劑：（鎳鹽+鈷鹽+錳鹽+A鹽+B鹽）=1～5:0.1～1:100；

2）將氫氧化鋰及其過量的二氧化硅機械混合后，在300℃煅燒6h，得到硅酸鋰/二氧化硅復合體，再將復合體放置到濃度為0.1～1mol/L、體積比3:1的氫氟酸和鹽酸的混合液中進行攪拌3h，之后通過0.01mol/L的稀鹽酸清洗得到多孔硅酸鋰復合物；

其中：質量比：氫氧化鋰：二氧化硅：前驅體M=40～60：100:500；

3）將多孔硅酸鋰復合物添加到N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻后再將多孔前驅體材料M添加其中，之后攪拌均勻后，通過噴霧干燥制備出多孔三元材料。

3.質量比：多孔硅酸鋰復合物：多孔前驅體材料M：N-甲基吡咯烷酮=10～30:80～120：500。

4.根據權利要求2所述的一種多孔三元復合正極材料的其制備方法，其特征在于：所述步驟1）中的有機堿為三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三丁胺、三異丁胺、三辛胺、三異辛胺、N,N-二甲基苯胺、N,N- 二乙基苯胺、吡啶、2- 甲基吡啶、3- 甲基吡啶、4- 甲基吡啶、2,3- 二甲基吡啶、2,4- 二甲基吡啶、2,5- 二甲基吡啶中的一種。

5.根據權利要求2所述的一種多孔三元復合正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1）添加劑為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、氫氧化鉀、碳酸鎂、碳酸氫鎂、氫氧化鎂中的一種。