[發明專利]改性復合三元材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811512191.4
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109616652B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 胡春華;張耀;李鯤
• 申請（專利權）人: 欣旺達電子股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市明日今典知識產權代理事務所(普通合伙) 44343
• 代理人: 王杰輝

本發明揭示了改性復合三元材料及其制備方法，其中制備方法包括：將表面活性劑加入到預配溶劑中，攪拌得到第一溶液；將鋰源、鐵源分別加入第一溶液中，于指定攪拌工藝下持續攪拌直至溶解，得到第二溶液；將硅源加入第二溶液中，在指定溫度下持續攪拌指定時間，得到第三溶液；將去離子水加入第三溶液中，以指定混合工藝混合均勻，得到第四溶液；將鎳鈷錳酸鋰三元材料加入第四溶液中，以指定球磨工藝進行球磨，得到混合漿料；將混合漿料于烘箱中烘干，得到復合產物；在惰性氣氛保護下，將復合產物以指定煅燒工藝進行煅燒，得到所述改性復合三元材料。本發明制備的改性復合三元材料的循環壽命和熱穩定性均明顯得到改善。

技術領域

本發明涉及材料制備領域，具體涉及一種改性復合三元材料及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池具有工作電壓高，比能量高，重量輕的特點，目前已在電動汽車市場、航空等高功率用電領域得到廣泛應用，但隨著市場對續航里程要求的提高，鋰離子電池電芯能量密度并不能滿足人們的需求，因此，如何提高鋰離子電池的性能是目前研究熱點。鋰離子電池的正極材料對鋰離子電池的性能的影響很大，因此研究鋰離子電池的正極材料，對改進鋰離子電池的性能有很大的意義。三元材料的容量可以突破200mAh/g，憑借其較高的能量密度，高鎳材料成為新能源汽車動力電池的首選正極材料，也是現階段新能源產業的研究重點。但是，三元材料在電池充放電過程中，特別在高溫下，三元材料表面的Ni溶解，會加速結構不穩定性，產生副反應，同時伴隨著部分層狀結構轉變，導致材料的電化學性能迅速衰減，循環壽命短，電芯能量密度低，這嚴重阻礙了三元材料在動力電池領域的大規模應用。

發明內容

本發明的主要目的為提供一種改性復合三元材料及其制備方法，能夠有效解決鎳鈷錳酸鋰三元材料循環壽命短以及熱穩定性差的問題。

本發明提出一種改性復合三元材料的制備方法，包括：

將表面活性劑按照第一質量比加入到預配溶劑中，攪拌至溶解，得到第一溶液；

將鋰源按照第一摩爾比加入所述第一溶液中，以及將鐵源按照第二摩爾比加入所述第一溶液中，于指定攪拌工藝下持續攪拌直至溶解，得到第二溶液；

將硅源按照第三摩爾比加入所述第二溶液中，在指定溫度下持續攪拌指定時間，得到第三溶液；

將去離子水按照第二質量比加入所述第三溶液中，以指定混合工藝混合均勻，得到第四溶液；

將鎳鈷錳酸鋰三元材料按照第四摩爾比加入所述第四溶液中，以指定球磨工藝進行球磨，得到混合漿料；

將所述混合漿料于烘箱中以指定烘干工藝烘干，得到復合產物；

在惰性氣氛保護下，將所述復合產物以指定煅燒工藝進行煅燒，得到所述改性復合三元材料。

進一步地，所述表面活性劑包括聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環氧乙烷三嵌段共聚物、聚乙烯醇中的一種或多種；

所述預配溶劑包括水、乙二醇中的一種或多種。

進一步地，所述鋰源包括乙酸鋰、碳酸鋰中的一種或多種；

所述鐵源包括硝酸鐵、檸檬酸鐵中的一種或多種；

所述硅源包括正硅酸乙酯。

進一步地，所述指定溫度包括70℃～90℃，所述指定時間包括3h～5h。

進一步地，所述指定球磨工藝包括：以300r/min～500r/min的球磨速度球磨4～12h。

進一步地，所述第一摩爾比指所述表面活性劑與所述鋰源中的鋰離子的摩爾比，所述第一摩爾比包括0.001:1～0.0025:1；

所述第二摩爾比指所述鐵源中的鐵離子與所述鋰源中的鋰離子的摩爾比，所述第二摩爾比包括1.05:2～1.1:2；