[發明專利]一種多金屬復合氧化物包覆富鋰錳基正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010847189.3
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112151797B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 廖達前;唐朝輝;朱健;吳濤;胡柳泉;周友元
• 申請（專利權）人: 湖南長遠鋰科股份有限公司;金馳能源材料有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 魏龍霞

1.一種多金屬復合氧化物包覆富鋰錳基正極材料，其特征在于，富鋰錳基正極材料基體的表面包覆多金屬復合氧化物層，所述多金屬復合氧化物層中的金屬為Li、Gd、Nb、Zr和Sr，其中，各金屬之間的摩爾比n(Li):n(Gd):n(Nb):n(Zr):n(Sr)＝0.35:0.05:0.5:0.5:0.5，所述多金屬復合氧化物層的分子式為Li_0.35Gd_0.05Nb_0.5Z_r0.5Sr_0.5O₃。

2.如權利要求1所述的富鋰錳基正極材料，其特征在于，所述多金屬復合氧化物總質量為富鋰錳基正極材料基體質量的0.05％～2.0％。

3.如權利要求1所述的富鋰錳基正極材料，其特征在于，所述富鋰錳基正極材料的粒徑D50為4～15μm。

4.一種如權利要求1-3中任一項所述的多金屬復合氧化物包覆富鋰錳基正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將納米金屬進行預活化處理；其中，納米金屬包括納米釓、納米鈮、納米鋯和納米鍶；

(2)將步驟(1)獲得的預活化處理的金屬粉末和高分子化合物加入含鋰溶液中進行反應，反應完成后先采用超聲細胞破碎儀對混合液進行分散，再加入富鋰錳基正極材料基體，采用多功能分散機攪拌，同時加熱至80～120℃下反應1～30h，形成凝膠；

(3)將步驟(2)獲得的凝膠加入機械融合機中，先在低速條件下進行機械預混合，再進行高速機械融合，完成對材料的包覆；

(4)將步驟(3)獲得的材料進行退火處理，隨爐自然冷卻，得到多金屬復合氧化物包覆富鋰錳基正極材料。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，納米金屬的粒徑分布均為300nm～800nm；納米金屬進行預活化處理是指將金屬粉末加入濃度為0.05mol/L～1.2mol/L的酸溶液中進行酸腐蝕，然后干燥。

6.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述高分子化合物為脲醛樹脂，脲醛樹脂的添加量為富鋰錳基正極材料基體質量的0.01％～0.5％；所述含鋰溶液濃度為0.05mol/L～5mol/L，所述含鋰溶液為氫氧化鋰溶液、硝酸鋰溶液、碳酸鋰溶液、乙酸鋰溶液中的一種或多種。

7.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，超聲細胞破碎儀的超聲功率為500～700W，分散時間為0.5～5.0h；多功能分散機的轉速為1200～1800r/min，攪拌分散的時間為2～8h。

8.如權利要求4-7中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，低速條件下的線速度為0.5m/s～8m/s，處理時間為0.5min～10min；高速機械融合的線速度為10m/s～35m/s，處理時間為2～40min。

9.如權利要求4-7中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，退火溫度為400～950℃，退火時間為4～16h。

10.如權利要求4-7中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，加入預活化處理的金屬粉末和高分子化合物后進行反應的溫度為80℃～120℃、時間為2h～10h。