[發(fā)明專利]一種快離子導(dǎo)體改性鋰離子電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810972996.0
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN110858643B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭斌;李艷;石慧;劉瑞福;譚欣欣;李旭
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南杉杉新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 長沙朕揚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 魏龍霞

1.一種快離子導(dǎo)體改性鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述改性鋰離子電池正極材料是以鎳鈷錳酸鋰為基體，在所述基體表面包覆有NASICON型快離子導(dǎo)體材料；所述基體的中位粒徑為7～12μm，其制備方法包括以下步驟：

(1)將質(zhì)量比為(2～8)：1的大粒徑鎳鈷錳酸鋰和小粒徑鎳鈷錳酸鋰球磨混合制備中位粒徑為7～12μm的鎳鈷錳酸鋰，其中，所述大粒徑鎳鈷錳酸鋰是指中位粒徑為10～14μm的鎳鈷錳酸鋰，小粒徑鎳鈷錳酸鋰是指中位粒徑為4～7μm的鎳鈷錳酸鋰；

(2)將鈦源加入到絡(luò)合劑水溶液中，并加入氨水，攪拌均勻，攪拌過程控制溶液的pH為3～9，靜置，待溶液分層后取下層溶液備用；

(3)按照化學(xué)計量比，稱取鋰源、A元素鹽和磷酸鹽加入絡(luò)合劑水溶液中，攪拌至完全溶解；A為Al、Cr、Fe、La、Y、Ga、In和Sc中的一種或多種；

(4)將步驟(1)所制備的中位粒徑為7～12μm的鎳鈷錳酸鋰加入步驟(2)所備用的下層溶液中，攪拌，在攪拌的同時向其中逐滴加入步驟(3)所獲得的溶液；

(5)在50～80℃恒溫水浴條件下，對步驟(4)中所得到的溶液繼續(xù)攪拌30～90min，攪拌過程中不斷加入酸溶液和氨水，使溶液pH值控制在3～9；

(6)將步驟(5)得到的溶液進行烘干，然后進行熱處理，即得到快離子導(dǎo)體改性鋰離子電池正極材料。

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鎳鈷錳酸鋰為摻雜元素M的鎳鈷錳酸鋰，其分子式為Li_xNi_aCo_bMn_cM_dO₂，其中，1.0x≤1.1，0.3a≤0.8，0.1≤b0.4，0.1≤c0.4，0≤d≤0.1，且a+b+c+d＝1，M為Mg、Al、Zr、Ti、Cr、Fe、La、Zn和V中的一種或多種；所述NASICON型快離子導(dǎo)體材料的分子式為Li_1+yA_yTi_2-y(PO₄)₃，其中，0.6≥y＞0。

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述NASICON型快離子導(dǎo)體材料占基體重量比為0.01％～1％。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，中位粒徑為7～12μm的鎳鈷錳酸鋰是由中位粒徑為10～14μm的鎳鈷錳酸鋰和中位粒徑為4～7μm的鎳鈷錳酸鋰按照質(zhì)量比為(2～8)：1的量球磨1～10小時后獲得的。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，攪拌的時間為2～8h；靜置的時間為4～12h。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，攪拌的時間為10～60min。

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)中，烘干的溫度為70～150℃，烘干的時間為2～8h；熱處理在空氣氣氛中進行，熱處理的溫度為500～900℃，熱處理的時間為4～18h。

8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述絡(luò)合劑為草酸、檸檬酸、酒石酸、磺基水楊酸、EDTA中的一種或多種；

所述鈦源為鈦酸四丁酯、異丙醇鈦、鈦酸四乙酯中的任一種；

所述鋰源為氫氧化鋰、草酸鋰、硝酸鋰中的一種或多種；

所述A元素鹽為含有元素A的草酸鹽、硝酸鹽、乙酸鹽中的一種或多種；

所述磷酸鹽為磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸氫二胺中的一種或多種；

所述酸溶液為鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸中的一種或多種。