[發明專利]一種以MOF為碳源的碳包覆高容量富鋰錳基三元正極材料以及制備方法

有效

• 申請號: 201811618122.1
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109742349B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 黎陽;朱寬;王亞麗;謝華清
• 申請（專利權）人: 上海第二工業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 王潔平

1.一種以MOF為碳源的碳包覆高容量富鋰錳基三元正極材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

（1）將含鋰溶液加入到含有錳鹽、鎳鹽、鈷鹽和過硫酸銨的混合溶液中，經攪拌混合，再置于水熱釜中進行水熱反應；水熱反應結束后，抽濾、洗滌、干燥得到三元富鋰錳基材料；

（2）將三元富鋰錳基材料通過球磨法與以金屬有機框架化合物MOF為主要成分的碳源混合球磨，球磨結束后，干燥，對得到的樣品在惰性氣氛下進行熱處理，得到以MOF為碳源的碳包覆高容量富鋰錳基三元正極材料；其中：金屬有機框架化合物MOF占碳源總質量的50~90%；碳源中除了含有金屬有機框架化合物MOF外，還含有葡萄糖、聚乙烯醇、蔗糖或維生素C中一種或幾種物質；其中：

步驟（1）中，在置于水熱釜中進行水熱反應前，還包括加入乙二醇的步驟，使得水熱體系中，乙二醇和水的體積比為1:8~1:12。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，含鋰溶液為氫氧化鋰溶液，含鋰溶液的濃度為4M~6M；錳鹽為一水硫酸錳，鎳鹽為六水硫酸鎳，鈷鹽為七水硫酸鈷；氫氧化鋰、一水硫酸錳、六水硫酸鎳、七水硫酸鈷和過硫酸銨的摩爾比為（0.14~0.21）：0.54：0.13：0.13：0.8。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，水熱反應溫度為100℃~220℃，水熱反應時間為12h~72h。

4.根據權利要求1或3所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，水熱反應溫度為180℃~220℃，水熱反應時間為24h~72h。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，碳源占碳源和三元富鋰錳基材料總質量的8~15%。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，球磨過程中，以乙醇作為溶劑，球磨速度為180~250r/min。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，熱處理溫度為600~850℃，熱處理時間為10~16小時；惰性氣氛為氮氣或氬氣氣氛。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，MOF為UIO-66、ZIF-8或ZIF-67中任一種，MOF占碳源總質量的65~75%。

9.一種根據權利要求1~8之一所述的制備方法制得的以MOF為碳源的碳包覆高容量富鋰錳基三元正極材料。