[發明專利]一種模板法包覆鋰離子電池高鎳三元正極材料的制備方法

在審

• 申請號: 202011172824.9
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112186167A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 李崇;喬水伶;方向乾;王慧萍;張彩紅;曹壯;馬娜妮
• 申請（專利權）人: 陜西彩虹新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 段宇

1.一種模板法包覆鋰離子電池高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(S1)將含有碳源的溶劑和模板劑按照一定的質量比例進行超聲混合，作為包覆劑使用；

(S2)將鋰離子電池高鎳三元正極材料在含有洗滌液的攪拌容器中進行洗滌后，進行真空抽濾、干燥，得到干燥物料；

(S3)將步驟(S1)的包覆劑和步驟(2)的干燥物料按一定的重量比混合攪拌，得到均勻的混合溶液；

(S4)將步驟(S3)中的混合溶液置于真空條件下加熱，進行溶劑蒸發誘導自組裝過程，得到碳包覆的正極材料微膠囊初品；

(S5)將步驟(S4)獲得的包覆材料在一定氣氛、溫度條件下進行預氧化、預碳化及碳化處理，得到最終的高鎳三元正極材料包覆產品。

2.根據權利要求1所述的一種模板法包覆鋰離子電池高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，在步驟(S1)中，所述碳源為葡萄糖、聚丙烯腈、蔗糖、瀝青烯、酚醛樹脂中的一種或多種混合；

所述溶劑為去離子水、醇類、二甲基甲酰胺、碳酸乙烯酯中的一種或多種混合；

所述模板劑為聚苯乙烯膠晶模板、三嵌段共聚物P123、聚丙二醇與環氧乙烷的加聚物F127中的一種或多種混合。

3.根據權利要求1所述的一種模板法包覆鋰離子電池高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(S1)中，所述碳源為所述模板劑質量的50％～70％。

4.根據權利要求1所述的一種模板法包覆鋰離子電池高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(S2)中，所述洗滌液為去離子水、50～85％乙醇水溶液及醚類中的一種或多種混合；

所述碳源包覆量為所述高鎳三元正極材料質量的0.5％～5％。

5.根據權利要求1所述的一種模板法包覆鋰離子電池高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(S4)中，所述溫度條件為50～70℃。

6.根據權利要求1所述的一種模板法包覆鋰離子電池高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟(S5)中，所述預氧化氣氛為稀氧條件，溫度為90～320℃，預氧化時間為1.5～3.5小時；

所述預氧化得到的產品進行預碳化，預碳化溫度為400～550℃，預碳化時間為1.5～3.5小時；

所述預碳化獲得的產品繼續升溫碳化，碳化溫度為550～800℃，碳化時間為1～3小時。

7.根據權利要求1所述的一種模板法包覆鋰離子電池高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，在步驟(S5)中，所述預氧化氣氛為氧氣體積占比為3～12％的空氣氛圍，預碳化和碳化氣氛為氮氣或氬氣氛圍。