[發明專利]一種硒、硫酸根共摻雜高鎳正極材料及其制備方法和應用有效
| 申請號： | 201811545122.3 | 申請日： | 2018-12-17 |
| 公開（公告）號： | CN109616658B | 公開（公告）日： | 2021-10-19 |
| 發明（設計）人： | 譚強強;夏青 | 申請（專利權）人： | 中科廊坊過程工程研究院;中國科學院過程工程研究所 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/38;H01M4/58 |
| 代理公司： | 北京品源專利代理有限公司 11332 | 代理人： | 鞏克棟 |
| 地址： | 065001 河北省*** | 國省代碼： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 硫酸 摻雜 正極 材料 及其 制備 方法 應用 | ||
本發明涉及一種硒、硫酸根共摻雜高鎳正極材料及其制備方法和應用，所述正極材料為硒和硫酸根共同摻雜改性的高鎳正極材料，化學式為LiNixM1?xSea(SO4)bO2?a?b，其中，M為Mn、Co或Al中的至少一種，且0.5≤x＜1，0＜a≤0.05，0＜b≤0.05。本發明利用硒和硫酸根對高鎳正極材料進行陰離子摻雜，改善材料晶格結構；硒和硫酸根具有良好的協同作用，能夠提高材料在大電流密度下的結構穩定性，明顯改善高鎳正極材料的電化學性能。所得正極材料在2.5?4.2V電壓窗口，0.1C電流密度下，首次循環放電比容量≥190mAh/g，1C電流密度下容量保持率≥90％，具有良好的應用前景。
技術領域
本發明屬于鋰離子電池正極材料技術領域，具體涉及一種硒、硫酸根共摻雜高鎳正極材料及其制備方法和應用。
背景技術
隨著新能源汽車的大力發展，鋰離子電池產業已經進入快速發展階段。影響鋰離子電池性能的關鍵材料主要有正極材料、負極材料、電解液等。其中，正極材料是目前限制電池性能的主要因素，同時也是占鋰離子電池成本較高的主要因素，接近40％。
近年來研究最多正極材料主要有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料等。其中高鎳正極材料在成本和綜合性能方面有著較為突出的優勢，已經逐漸成為主流的技術路線。
為了進一步提高高鎳材料的電化學性能，研究者通常通過摻雜等手段對材料進行改性處理，目前關于高鎳正極材料的摻雜改性國內外已有很多文獻和專利報道。
Peng Yue等先采用共沉淀法制備出LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2，然后再將其與NH4F混合在450℃條件下焙燒5h得到F摻雜的LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2-xFx，實驗結果顯示，隨著F摻雜量的增加材料初始放電比容量降低，但循環穩定性有所提高(Yue P,Wang Z,Li X,et al.Theenhanced electrochemical performance of LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2cathode materials bylow temperature fluorine substitution.Electrochimica Acta,2013,95:112-118)。Chunyan Fu等采用共沉淀法制備出(Ni0.6Co0.2-xMn0.2Mgx)CO3前驅體，再與LiOH混合制備出Mg摻雜的NCM正極材料，材料的初始放電比容量和循環性能均較未摻雜的材料有所提高(FuC,Zhou Z,Liu Y,et al.SyntheSs and electrochemical properties of Mg-dopedLiNi0.6Co0.2Mn0.2O2cathode materials for Li-ion battery.Journal of WuhanUniverSty of Technology-Mater.Sci.Ed.,2011,26(2):211-215)。徐悅斌等采用碳酸鹽共沉淀法制備出Ti摻雜的Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)1-xTixO2正極材料，初始放電比容量為172.5mAh·g-1，10次循環后放電比容量為170.5mAh·g-1(徐悅斌，鐘勝奎，張倩.Ti摻雜LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的制備及電化學性能.功能材料，2010:295-297)。
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