[發(fā)明專利]改性高鎳三元鋰離子電池正極材料及制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010880089.0 | 申請(qǐng)日： | 2020-08-27 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN111960479A | 公開(kāi)（公告）日： | 2020-11-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 吳孟強(qiáng);劉德源;廖家軒;劉娜;后俊明;楊儉 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 電子科技大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C01G53/00 | 分類號(hào)： | C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232 | 代理人： | 敖歡 |
| 地址： | 611731 四川省成*** | 國(guó)省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 改性 三元 鋰離子電池 正極 材料 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供一種改性高鎳三元鋰離子電池正極材料及制備方法，包括步驟：(1)向去離子水中依次加入無(wú)機(jī)非強(qiáng)酸與次氯酸鹽水溶液，得到溶液甲；(2)將高鎳三元鋰離子電池正極材料粉體置于攪拌器中均勻攪拌，同時(shí)將過(guò)量的溶液甲加入攪拌器中混合，得到液體乙；(3)將液體乙靜置后抽濾得到固體丙；(4)將固體丙清洗、抽濾后得到固體丁；(5)將固體丁置于爐內(nèi)煅燒，所得即為改性后的高鎳三元鋰離子電池正極材料；本發(fā)明通過(guò)在高鎳三元鋰離子電池正極材料表面以氣霧形式噴灑無(wú)機(jī)非強(qiáng)酸與次氯酸鹽混合溶液對(duì)高鎳三元鋰離子電池正極材料進(jìn)行改性處理，使得被改性高鎳三元鋰離子電池正極材料具有優(yōu)異且均衡的循環(huán)性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電化學(xué)儲(chǔ)能器件領(lǐng)域，尤其涉及高鎳三元鋰離子電池正極材料，具體涉及一種改性高鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法。
背景技術(shù)
鋰離子電池具有高能量密度、高循環(huán)性能、環(huán)境友好且無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，使其被廣泛應(yīng)用于各類便攜電子移動(dòng)產(chǎn)品中。隨著對(duì)于鋰離子電池研究的深入，各行各業(yè)對(duì)鋰離子電池的各項(xiàng)性能指標(biāo)提出了更高的要求，鋰離子電池也從便攜性的電子產(chǎn)品逐漸被應(yīng)用于電動(dòng)新能源汽車、新能源電站等中、大型產(chǎn)品中。正極材料作為鋰離子電池系統(tǒng)中的重要組分之一，是決定鋰離子電池容量、循環(huán)性能、安全性能的關(guān)鍵材料。
在眾多鋰離子電池正極材料中，高鎳三元材料因其較高的能量密度、較好的安全性能與低廉的成本備受關(guān)注，是最為有望成為新一代鋰離子電池正極的材料之一。然而，較高的能量密度與較寬的電壓窗口帶來(lái)的卻是較深的放電深度、循環(huán)過(guò)程中相結(jié)構(gòu)的不可逆轉(zhuǎn)變與材料表面離子通道的堵塞，反應(yīng)在宏觀層面則是過(guò)低的首效、較差的循環(huán)性能與電壓窗口的持續(xù)下降。
在保持高鎳三元鋰離子電池正極材料原有優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，目前多采用表面改性對(duì)高鎳三元鋰離子電池正極材料的性能缺點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性補(bǔ)強(qiáng)。同時(shí)，粒徑在3μm至25μm之間的高鎳三元鋰離子電池正極材料粉體顆粒擁有更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，適合進(jìn)行表面改性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)高鎳三元鋰離子電池正極材料的性能缺點(diǎn)，提供了一種改性高鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，可用于適當(dāng)改善高鎳三元鋰離子電池正極材料較差的循環(huán)性能。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：
一種改性高鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，包括如下工藝步驟：
步驟(1)：向去離子水中依次加入無(wú)機(jī)非強(qiáng)酸與次氯酸鹽水溶液，充分?jǐn)嚢柚敝镣耆芙猓玫饺芤杭祝?/p>
步驟(2)：高鎳三元鋰離子電池正極材料的化學(xué)式為L(zhǎng)iNi1-x-yCoxMnyO2，其中0.51-x-y1,0x0.5,0y0.5，將高鎳三元鋰離子電池正極材料粉體置于攪拌器中均勻攪拌，同時(shí)將過(guò)量的溶液甲加入攪拌器中混合，充分?jǐn)嚢?-10min混合得到液體乙；
步驟(3)：將液體乙靜置后抽濾得到固體丙；
步驟(4)：將固體丙清洗、抽濾后得到固體丁；
步驟(5)：將固體丁置于爐內(nèi)煅燒，所得即為改性后的高鎳三元鋰離子電池正極材料；
其中，步驟(1)中溶液甲中所含次氯酸鹽與無(wú)機(jī)非強(qiáng)酸的摩爾比為0.001-1.500；
步驟(1)中溶液甲的摩爾濃度為0.001-0.030mmol/L；
步驟(1)中無(wú)機(jī)非強(qiáng)酸指磷酸、氫氟酸及硼酸中的一種或多種任意比例混合；
步驟(1)中次氯酸鹽指次氯酸鋰、次氯酸鈉和次氯酸鉀中的一種或多種任意比例混合；
步驟(2)中高鎳三元鋰離子電池正極材料的粒徑為2μm至30μm之間的顆粒狀材料；
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