[發(fā)明專利]一種鋰離子動(dòng)力電池復(fù)合正極材料及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201911281987.8 | 申請(qǐng)日： | 2019-12-13 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN110943220A | 公開(kāi)（公告）日： | 2020-03-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 趙紅遠(yuǎn);董麗;付成果;馮宜鵬;張明明;張亞奇;吳婷婷;尹清帥;申?yáng)|輝;周宇;趙孟元;申彥勝;李勇峰;蘇建修 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 河南科技學(xué)院 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/62 | 分類號(hào)： | H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務(wù)所 11569 | 代理人： | 王術(shù)娜 |
| 地址： | 453000 河南省新*** | 國(guó)省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鋰離子 動(dòng)力電池 復(fù)合 正極 材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種鋰離子動(dòng)力電池復(fù)合正極材料及其制備方法，屬于鋰離子動(dòng)力電池正極材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的鋰離子動(dòng)力電池復(fù)合正極材料，包括化學(xué)組成為L(zhǎng)iNi0.5?xMn1.5?yMxNyO4的摻雜改性鎳錳酸鋰、炭黑納米顆粒和碳納米管；0≤x≤0.1，0≤y≤0.1，x+y≤0.1。本發(fā)明通過(guò)采用炭黑納米顆粒和碳納米管對(duì)摻雜改性鎳錳酸鋰共修飾，有效的增強(qiáng)復(fù)合正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高了電化學(xué)性能，同時(shí)抑制充放電過(guò)程中電解液對(duì)復(fù)合正極材料結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能的影響。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋰離子動(dòng)力電池正極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子動(dòng)力電池復(fù)合正極材料及其制備方法。
背景技術(shù)
在鋰離子動(dòng)力電池體系中，正極材料的采用在很大程度上影響著電池體系的性能和制造成本。在當(dāng)前市場(chǎng)化日趨成熟的鋰離子動(dòng)力電池正極材料中，高電壓鎳錳酸鋰正極材料由于其具有的能量密度高，原材料來(lái)源豐富、熱穩(wěn)定性好，而且對(duì)環(huán)境污染小的特點(diǎn)，而備受青睞。然而，該材料也存在諸多需要解決的問(wèn)題。由于該材料為5.0V級(jí)正極材料，工作電壓在4.7V左右，在使用過(guò)程中，常規(guī)的電解液往往在高電壓工作下會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的副反應(yīng)，從而嚴(yán)重影響高電壓鎳錳酸鋰正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和導(dǎo)電性能。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明提供了一種鋰離子動(dòng)力電池復(fù)合正極材料及其制備方法，本發(fā)明提供的鋰離子動(dòng)力電池正極材料具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電化學(xué)性能，在充放電過(guò)程中，能夠抑制電解液對(duì)其活性組分的侵蝕。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種鋰離子動(dòng)力電池復(fù)合正極材料，包括化學(xué)組成為L(zhǎng)iNi0.5-xMn1.5-yMxNyO4的摻雜改性鎳錳酸鋰、炭黑納米顆粒和碳納米管；0≤x≤0.1，0≤y≤0.1，x+y≤0.1；所述M和N獨(dú)立地包括Mg、Zn、Cu、Co、Cr、Al、Ga、In、Tl、Ti、Si和Zr中的一種或多種。
優(yōu)選地，所述炭黑納米顆粒和碳納米管的質(zhì)量之和占所述摻雜改性鎳錳酸鋰的質(zhì)量的3％～10％。
本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述鋰離子動(dòng)力電池復(fù)合正極材料的制備方法，包括以下步驟：
提供包括檸檬酸、鋰源、鎳源、錳源和摻雜源的混合溶液，調(diào)節(jié)pH值后加熱，得到溶膠凝膠；
將所述溶膠凝膠依次進(jìn)行干燥和燒結(jié)，得到摻雜改性鎳錳酸鋰；
將所述摻雜改性鎳錳酸鋰粉碎后，與炭黑納米顆粒和碳納米管混合，干燥，得到所述鋰離子動(dòng)力電池復(fù)合正極材料。
優(yōu)選地，所述粉碎后摻雜改性鎳錳酸鋰的粒徑＜1μm。
優(yōu)選地，所述干燥的方式為噴霧干燥法，所述噴霧干燥的環(huán)境溫度為120～200℃，粉體干燥溫度為80～150℃。
優(yōu)選地，所述鎳源包括醋酸鎳、碳酸鎳、硝酸鎳、草酸鎳、鎳的氫氧化物和鎳的氧化物中的一種或多種。
優(yōu)選地，所述摻雜源包括摻雜元素的醋酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、氫氧化物和氧化物中的一種或多種。
優(yōu)選地，所述燒結(jié)依次包括第一燒結(jié)和第二燒結(jié)，所述第一燒結(jié)的溫度為400～500℃，時(shí)間為3～6h，所述第二燒結(jié)的溫度為700～850℃，時(shí)間為12～24h。
優(yōu)選地，所述檸檬酸、鋰源、鎳源、錳源和摻雜源的摩爾比為3:1:0.5-x:1.5-x:x:y，0≤x≤0.1，0≤y≤0.1，x+y≤0.1。
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