[發(fā)明專利]一種球形磷酸鐵鋰包覆鎳鈷錳酸鋰電池材料及制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811357530.6 | 申請日： | 2018-11-15 |
| 公開（公告）號： | CN109360967A | 公開（公告）日： | 2019-02-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳慶;文奇;曾軍堂 | 申請（專利權(quán)）人： | 成都新柯力化工科技有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 610091 四川省*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鎳鈷錳酸鋰電池 球形磷酸鐵鋰 包覆 制備 鎳鈷錳酸鋰 水中 高錳酸鉀 致密 生產(chǎn)周期 充放電容量 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性 穩(wěn)定性增強(qiáng) 材料顆粒 單晶粒子 電化學(xué)性 高溫?zé)Y(jié) 結(jié)構(gòu)變化 顆粒材料 粒度均勻 噴霧干燥 氫氧化鋰 三元材料 正極材料 多孔碳 高倍率 硫酸錳 硫酸鎳 硫酸鈷 納米球 前驅(qū)體 球形度 濕凝膠 微觀性 螯合劑 磷源 鐵源 壓實(shí) 鋰源 離子 | ||
本發(fā)明提供了一種球形磷酸鐵鋰包覆鎳鈷錳酸鋰電池材料及制備方法。將硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳、高錳酸鉀、氫氧化鋰、多孔碳納米球前后加入去離子水中，反應(yīng)得到鎳鈷錳酸鋰前驅(qū)體，然后加入鋰源、鐵源、磷源、螯合劑加入水中得到的濕凝膠，噴霧干燥后高溫?zé)Y(jié)，即得球形磷酸鐵鋰包覆鎳鈷錳酸鋰電池材料。該方法提高了正極材料的充放電容量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，改善了材料的電化學(xué)性，增大了材料顆粒中單晶粒子尺寸，提高了顆粒的致密程度，粒度均勻且球形度好的顆粒材料形成牢固的微觀性結(jié)構(gòu)變化，提高了鎳鈷錳酸鋰三元材料的壓實(shí)密度，使得高倍率穩(wěn)定性增強(qiáng)，同時(shí)制備流程簡單，生產(chǎn)周期短，原料來源廣，成本較低。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰電池領(lǐng)域，具體涉及高鎳三元材料的制備，特別是涉及一種球形磷酸鐵鋰包覆鎳鈷錳酸鋰電池材料及制備方法。
背景技術(shù)
鋰離子二次電池具有比容量高、工作電壓高、自放電率低、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、無污染、重量輕、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等移動設(shè)備。隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)品大都趨于便攜化、經(jīng)濟(jì)化，這就要求鋰離子電池產(chǎn)品要向高能量密度方向發(fā)展。
目前，廣泛應(yīng)用的鈷酸鋰存在資源短缺、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，而且鈷酸鋰進(jìn)一步提高能量密度的空間有限。高鎳三元材料（LiNixCoyMn(1-x-y)O2）（x>0.4），具有容量高，循環(huán)性能穩(wěn)定，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。特別是鎳鈷錳酸鋰三元材料自從2001年作為獨(dú)立成分研究以來，以其較高的比容量、較好的安全性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及適中的成本，迅速被產(chǎn)業(yè)化，特別是鈷價(jià)格較高時(shí)，其成本優(yōu)勢較為明顯，在鋰電池領(lǐng)域具有極佳的應(yīng)用前景。
中國發(fā)明專利申請?zhí)?01810006013.8公開了一種鎳鈷錳酸鋰復(fù)合正極材料及其制備方法、鋰電池，該發(fā)明的鎳鈷錳酸鋰復(fù)合正極材料，包括鎳鈷錳酸鋰顆粒以及包覆在鎳鈷錳酸鋰顆粒表面的磷酸鐵鋰層，所述鎳鈷錳酸鋰顆粒為鎳鈷錳酸鋰二次顆粒。
中國發(fā)明專利申請?zhí)?01410654321.3公開了一種磷酸鐵鋰與鎳鈷錳酸鋰復(fù)合正極材料的制備方法，正極活性物質(zhì)包括磷酸鐵鋰與鎳鈷錳酸鋰，將它們兩者分別與導(dǎo)電劑進(jìn)行混合球磨,進(jìn)行預(yù)包覆，預(yù)包覆之后將兩者混合，然后再采用干法（或濕法）球磨，進(jìn)行干燥、粉碎、分級，后獲得表面包覆磷酸鐵鋰與鎳鈷錳酸鋰的復(fù)合正極材料。
中國發(fā)明專利申請?zhí)?01810535535.7公開了一種鎳鈷錳酸鋰三元材料及其制備方法，該鎳鈷錳酸鋰三元材料的制備方法包括以下步驟：將鎳鹽、鈷鹽和錳鹽溶于溶劑中混合得到混合液；將氨水溶液滴入到攪拌的混合液中至pH為8~10，隨后離心處理得到懸濁液；將懸濁液干燥得到粉末，將粉末和鋰鹽混合后攪拌均勻、球磨后在500~850℃下焙燒4~8h。
中國發(fā)明專利申請?zhí)?01610576507.0公開了一種納米尖晶石型鎳鈷錳酸鋰的制備方法，包括以下步驟：（1）制備納米級鎳鈷錳酸鋰前驅(qū)體，具體是：將鎳鹽、鈷鹽和錳鹽混合均勻配成混合液后加入超重力場反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)；將反應(yīng)后溶液依次進(jìn)行過濾、洗滌和干燥處理，即得納米級前驅(qū)體；（2）將第一步所得納米級前驅(qū)體與鋰鹽混合均勻后依次進(jìn)行預(yù)燒、焙燒和退火過程，即得納米尖晶石型鎳鈷錳酸鋰粉末。
根據(jù)上述，現(xiàn)有方案中鎳鈷錳酸鋰三元材料的主要缺點(diǎn)是電導(dǎo)率低和壓實(shí)密度不高，極大地制約了該材料在高能量密度的鋰離子電池上使用，但同時(shí)鎳鈷錳酸鋰三元材料由于其鎳含量高，材料穩(wěn)定性較差，安全性較差。
發(fā)明內(nèi)容
針對目前應(yīng)用較廣的鎳鈷錳酸鋰三元材料存在熱穩(wěn)定性差、高倍率穩(wěn)定性差等缺陷，本發(fā)明提出一種球形磷酸鐵鋰包覆鎳鈷錳酸鋰電池材料及制備方法，從而有效提高了電池材料的充放電容量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且高倍率穩(wěn)定性增強(qiáng)。
本發(fā)明涉及的具體技術(shù)方案如下：
一種球形磷酸鐵鋰包覆鎳鈷錳酸鋰電池材料的制備方法，包括以下步驟：
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