[發明專利]一種鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料的復合正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010617857.3
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111816875A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 封平凈;王自強;魏奇;尹延謀
• 申請（專利權）人: 淮安新能源材料技術研究院
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 姜華

1.一種鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料的復合正極材料，其特征在于，所述復合正極材料是通過濕法球磨的方法，將523型三元材料摻入鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰材料中制備而成。

2.如權利要求1所述的一種鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料的復合正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰材料的制備：電解二氧化錳、碳酸鋰按化學計量比稱量放入球磨罐中，然后按照鋁鈦摻雜量稱取鋁鹽和鈦鹽，采用干法球磨混料，球磨后過篩，過篩后置于馬弗爐內空氣氣氛下進行燒結，燒結后隨爐冷卻至室溫，過篩后得到鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰材料；

2）523型三元球形材料的制備：根據配比分別稱取適量的鋰鹽、523前驅體、二氧化鋯球磨珠，將稱取好的粉末與球磨珠按照碳酸鋰、523前驅體、球磨珠的順序分別加入球磨罐中，將球磨罐放置入球磨機中，進行球磨工作，球磨后過篩，過篩完畢后干燥，干燥后放入馬弗爐中燒結，燒結后隨爐冷卻至室溫，過篩得到523型三元球形材料；

3）鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料復合材料的制備：將步驟1）所得鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰材料和步驟2）中所得523型三元球形材料按照比例，放入球磨罐中，按照球料比添加球磨珠，再加入乙醇溶液，進行濕法球磨，球磨結束后，過濾、洗滌、烘干、過篩得到鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料的復合正極材料。

3.根據權利要求2所述的一種鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料的復合正極材料的制備方法，其特征在于：步驟1）所述電解二氧化錳與碳酸鋰的摩爾比為1.03~1.07：1，所述鋁鈦摻雜量為4.0%~6.0%。

4.根據權利要求2所述的一種鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料的復合正極材料的制備方法，其特征在于：步驟1）所述球磨時，球磨機的轉速為300~350 rad/min，球磨時間為2~4 h；所述燒結時，燒結程序為：室溫下以3.0~5.0℃/min的速度升溫至800~850℃，保溫12~15h。

5.根據權利要求2所述的一種鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料的復合正極材料的制備方法，其特征在于：步驟2）所述鋰鹽、523前驅體以及二氧化鋯球磨珠的質量比為1~2:3~4:5，球料比為1:1~2。

6.根據權利要求2所述的一種鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料的復合正極材料的制備方法，其特征在于：步驟2）所述球磨時，球磨機的轉速為250~300 rad/min，球磨時間為2~4 h；所述燒結時，燒結程序為：室溫下以3.0~4.0℃/min的速度升溫至500~550℃，保溫5~6h，然后以2.0~3.0℃/min的速度升溫至880~910℃，保溫10~12h，再2.0~3.0℃/min的速度降至500℃。

7.根據權利要求2或6任意一項所述的一種鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料的復合正極材料的制備方法，其特征在于：步驟2）所述燒結時，取干燥后的樣品粉末放入氧化鋁坩堝中，并使粉末均勻平鋪在坩堝底部，然后將坩堝放入通氣的馬弗爐中，并對坩堝進行抬高處理避免通氣孔對于物料的影響，最后根據制定的升溫程序進行設置并打開空氣泵進行樣品燒結。

8.根據權利要求2所述的一種鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料的復合正極材料的制備方法，其特征在于：步驟3）所述步驟1）所得鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰材料和步驟2）中所得523型三元球形材料的質量比為9~5:1~5，球料比為1:1~2，所述乙醇溶液的加入量為球磨罐容積的1/2~2/3。

9.根據權利要求2所述的一種鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料的復合正極材料的制備方法，其特征在于：步驟3）所述球磨時，球磨機的轉速為250~400 rad/min，球磨時間為2~4 h。

10.根據權利要求2或5任意一項所述的一種鋁鈦雙摻雜型錳酸鋰與523型三元材料的復合正極材料的制備方法，其特征在于：步驟2）所述的鋰鹽為碳酸鋰或氫氧化鋰。