[發明專利]一種介孔三元納米片正極材料的制備方法及其產品和應用

有效

• 申請號: 202010522651.2
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111675248B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 崔大祥;吳曉燕;林琳;王敬鋒;王巖巖;徐少洪;陳超
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;B82Y30/00;B82Y40/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

本發明提供一種介孔三元納米片正極材料（LiNi_1?x?yCo_xMn_yO₂（0x1,0y1））的制備方法，本發明利用常壓低溫法制備介孔三元納米片材料，該結構具有較大的比表面積，能夠與電解液充分接觸，進而可以提高材料的電化學性能。0.1C平均放電比容量約171 mAh/g，0.5C平均放電比容量約186 mAh/g，1C平均放電比容量約169 mAh/g，到10C平均放電比容量約93 mAh/g，重返0.1C平均放電比容量約167 mAh/g，具有較好的倍率性能。并且制備方法簡單，工藝條件容易實現，能量消耗低，且制備無污染。

技術領域

本發明涉及一種鋰電正極材料的制備方法，特別是涉及一種介孔三元納米片正極材料的制備方法及其產品和應用。

背景技術

隨著更小、更輕和更高性能的電子和通訊設備的迅速發展，人們對為這些設備提供電源的電池性能尤其對比能量提出了越來越高的要求。但是，目前已商品化的鋰離子電池和 MH/Ni電池的比容量已經很難繼續提高。因此，迫切需要開發比能量更高的電池。鋰離子二次電池作為高比能量化學電源已經廣泛應用于移動通訊、筆記本電腦、攝像機、照相機、便攜式儀器儀表等領域，迅速發展成為目前最重要的二次電池之一。鋰離子電池作為最新一代的綠色高能蓄電池，于20世紀90年代初迅速發展起來，鋰離子電池因其電壓高、能量密度高、循環壽命長、環境污染小等優點倍受青睞。

三元材料因其價格低廉，性能穩定，被稱為是鋰電池的首選材料。由于三元材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂（0x1, 0y1）具有優于磷酸亞鐵鋰和鈷酸鋰的特性，并且根據調節鎳、鈷、錳的比例，可以制備出不同性能的三元電極材料。隨著新能源汽車的興起和發展，提高三元材料電化學性能成為研究的熱點。

發明內容

本發明目的在于提供一種介孔三元納米片正極材料的制備方法，以提高三元材料的電化學性能。

本發明的再一目的在于：提供一種上述方法獲得的介孔三元納米片正極材料產品。

本發明的又一目的在于：提供一種上述產品的應用。

本發明目的通過以下方案實現：一種介孔三元納米片正極材料的制備方法，所述正極材料為LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂（0x1, 0y1），包括下述步驟：

（1）將長鏈烷基胺溶于醇溶液中，使其濃度為5~100 g/L，標記為溶液A；

（2）分別將醋酸鋰、鎳酸鹽、鈷酸鹽和錳酸鹽溶于去離子水中，使其摩爾量比1: 1-x-y: x:y，標記為溶液B；

（3）將溶液B緩慢滴加到溶液A中，常壓低溫0~40 ℃下反應2~30 h，將產物經過離心、用醇溶液洗滌3~5次，60~80℃烘箱干燥，得最終產物。

本發明利用常壓低溫法制備介孔三元納米片材料。制備方法簡單，工藝條件容易實現，能量消耗低，且制備無污染。

在上述方案基礎上，所述的長鏈烷基胺是十胺、十二胺中的一種或其組合。

所述的醇為甲醇、乙醇或丙醇中的一種或其組合。

所述的鎳酸鹽為鎳酸鈉、鎳酸鋰或鎳酸鉀中的一種或其組合。

所述的鈷酸鹽為鈷酸鋰、鈷酸鈉或鈷酸鉀中的一種或其組合。

所述的錳酸鹽為錳酸鋰、錳酸鈉或錳酸鉀中的一種或其組合。

本發明還提供了一種介孔三元納米片正極材料，根據上述任一所述方法制備得到。本發明產品結構具有較大的比表面積，能夠與電解液充分接觸，進而可以提高材料的電化學性能。