[發(fā)明專利]一種核殼結(jié)構(gòu)的硼摻雜前驅(qū)體材料、正極材料以及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011429552.6
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112499641B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設計）人: 張寶;王振宇
• 申請（專利權）人: 浙江帕瓦新能源股份有限公司
• 主分類號: C01B35/12
• 分類號: C01B35/12;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京天盾知識產(chǎn)權代理有限公司 11421
• 代理人: 李瓊芳;肖小龍

1.一種核殼結(jié)構(gòu)的硼摻雜前驅(qū)體材料，其特征在于，包括由M(BO₂)₂形成的殼以及β-M[(OH)_1-x(BO₂)_x]₂形成的核，化學通式為M(BO₂)₂@β-M[(OH)_1-x(BO₂)_x]₂，其中M為Ni和Co，或者M為Ni、Co和Mn，0.05x0.3。

2.如權利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)的硼摻雜前驅(qū)體材料的制備方法，其特征在于，常溫下硼氫化物與過渡金屬鹽反應生成納米尺度的M_xB，然后在弱堿性環(huán)境下轉(zhuǎn)化為薄殼厚核的M(BO₂)₂@α-M[(OH)_1-x(BO₂)_x]₂，進一步加熱烘干即得到薄殼厚核的M(BO₂)₂@β-M[(OH)_1-x(BO₂)_x]₂；其中，M為Ni和Co，或者M為Ni、Co和Mn，0.05x0.3。

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟S1，常溫下，向反應設備中加入配制好的鎳、鈷或鎳、鈷、錳的金屬鹽溶液，劇烈攪拌；

步驟S2，持續(xù)向反應設備中勻速滴加硼氫化物，持續(xù)攪拌，隨后緩慢加入少量強堿；

步驟S3，待反應漿料顏色發(fā)生明顯轉(zhuǎn)變，繼續(xù)反應一段時間后停止反應；

步驟S4，將反應漿料過濾、洗滌、烘干，得到所述的核殼結(jié)構(gòu)的硼摻雜前驅(qū)體材料。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟S1中，所述的鎳、鈷、錳金屬鹽為鎳、鈷、錳的硫酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽中的一種或多種；配制的金屬鹽溶液中金屬離子的總濃度為0.2-2mol/L。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，當所述金屬鹽溶液為鎳、鈷和錳的金屬鹽溶液時，鎳、鈷、錳離子的摩爾濃度比例為Ni: Co: Mn= 0.7-0.9: 0.05-0.2: 0.05-0.2。

6.如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟S2中，所述的硼氫化物為硼氫化鈉、硼氫化鉀中的至少一種；所述硼氫化物的濃度為0.8-8mol/L；所滴加的強堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的至少一種，加入強堿后，保持反應體系pH在9-11。

7.如權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟S3中，反應漿料顏色由黑色轉(zhuǎn)至藍綠色或黃棕色后，待繼續(xù)反應0.5-2h停止反應。

8.如權利要求3或7所述的方法，其特征在于，優(yōu)選反應漿料的顏色轉(zhuǎn)至藍綠色后反應一段時間后停止反應。

9.一種核殼結(jié)構(gòu)的硼摻雜的正極材料，其特征在于，包括由Li₃M(BO₃)₂/LiCoO₂形成的殼以及LiMO₂/Li₃M(BO₃)₂形成的核，化學通式為Li₃M(BO₃)₂/LiCoO₂@LiMO₂/Li₃M(BO₃)₂，其中M為Ni和Co，或者M為Ni、Co和Mn。

10.如權利要求9所述的核殼結(jié)構(gòu)的硼摻雜的正極材料，其特征在于，由權利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)的硼摻雜的前驅(qū)體材料或權利要求2-8任一項所述的制備方法制備得到的核殼結(jié)構(gòu)的硼摻雜的前驅(qū)體材料與鋰源按一定的摩爾比混合，逐漸升溫進行燒結(jié)，冷卻后得到。