[發(fā)明專利]一種正極材料、其制備方法和鋰離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010624241.9
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111628165B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊子銳;喬亞非;胡哲
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北億緯動力有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525;C01G53/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種正極材料的制備方法，其特征在于，所述正極材料包括十二面體骨架和正極活性材料；所述正極活性材料設(shè)置于所述十二面體骨架的表面和內(nèi)部；所述正極材料采用如下方法制備得到，所述方法包括如下步驟：

所述正極材料中，正極活性材料的含量為85wt％～95wt％；

所述正極材料中，十二面體骨架的含量為5wt％～15wt％；

(1)將金屬鹽與含氮醇溶液混合，得到混合溶液，然后將所述混合溶液進(jìn)行水熱處理，所述水熱處理的溫度為100～120℃，制備ZIF-67前驅(qū)體和/或ZIF-8前驅(qū)體；

(2)保護(hù)性氣氛下，將所述ZIF-67和/或ZIF-8前驅(qū)體煅燒，得到十二面體骨架材料；

(3)將所述十二面體骨架材料、溶劑、鋰鹽和正極活性材料前驅(qū)體混合，在保護(hù)性氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，得到正極材料；

所述混合溶液中還包括表面活性劑和堿性材料；

所述混合溶液的pH值為8～10；

所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉；

步驟(2)所述煅燒的溫度為800～1200℃；

步驟(3)所述溶劑為吡咯。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述十二面體骨架的材料為碳材料。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述十二面體骨架為三維立體結(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述十二面體骨架具有微孔結(jié)構(gòu)。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述正極材料的粒度D50為0.5～1.5μm。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述堿性材料為氨水。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含氮醇溶液包括2-甲基咪唑甲醇溶液。

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水熱處理的時間為24～48h。

9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水熱處理之后，還包括過濾和烘干的過程。

10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述煅燒的時間為8～12h。

11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述燒結(jié)的溫度為60～100℃。

12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述燒結(jié)的時間為5～8h。

13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)將金屬鹽、含氮醇溶液、表面活性劑和堿性材料混合，得到pH值為8～10的混合溶液，然后將所述混合溶液進(jìn)行溫度為100℃～120℃的水熱處理24～48h，過濾，烘干，得到ZIF-67前驅(qū)體和/或ZIF-8前驅(qū)體；

(2)保護(hù)性氣氛下，將所述ZIF-67前驅(qū)體和/或ZIF-8前驅(qū)體進(jìn)行溫度為800～1200℃的煅燒8～12h時間，得到十二面體骨架材料；

(3)將所述十二面體骨架材料、吡咯、鋰鹽和正極活性材料前驅(qū)體混合，溫度為60～100℃的燒結(jié)5～8h，得到正極材料；

所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉。

14.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括采用權(quán)利要求1-13之一所述的方法制備的正極材料。