[發明專利]一種鋰離子電池正極材料助熔劑大面積多點快速成核晶體生長方法

在審

• 申請號: 202011437249.0
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112647120A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 王坤鵬;張建秀;周利;范立群;任衍彪;李鳳麗;劉泳
• 申請（專利權）人: 棗莊學院
• 主分類號: C30B7/10
• 分類號: C30B7/10;C30B29/22;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 棗莊小度智慧知識產權代理事務所(普通合伙) 37282
• 代理人: 周莉

1.一種鋰離子電池正極材料助熔劑大面積多點快速成核晶體生長方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）按照鋰離子電池正極材料的化學式，將化學計量比的鋰源、過渡金屬源和螯合劑，按照比例溶解于去離子水中，形成一次溶液；

2）在步驟1所得的溶液中，加入助溶劑，提高過渡金屬源的溶解度，充分攪拌至溶質完全溶解，并形成透明的二次溶液；

3) 在步驟2所得的透明溶液中，加入少量鋰源，形成富鋰環境；

4）在步驟3所得的富鋰透明溶液中，加入固態多孔模板劑，增大成核面積以及成核點的數量；

5) 將步驟4所得的溶液，滴入乙酸或氨水，調節pH值；

6) 將步驟5所得的溶液，置于微波水熱反應器中進行充分反應；

7) 將步驟6所得的反應物進行固液分離、清洗、干燥，獲得尺度均勻的鋰離子電池正極材料。

2.如權利要求1所述的鋰電池正極材料助熔劑大面積多點快速成核晶體生長方法，其特征在于：所述步驟1）中的鋰離子正極材料包括鋰基磷酸鹽，化學式為LiMPO₄ (M = Fe,Co, Ni, Mn), 以及三元正極材料NCM，化學式為LiNi_xCo_yMn_zO₂ (x+y+z = 1)，所述鋰源和過渡金屬源為可溶于水的乙酸鹽，所述螯合劑為氫氧化銨。

3.如權利要求1所述的鋰電池正極材料助熔劑大面積多點快速成核晶體生長方法，其特征在于：所述步驟2）中的助溶劑為硫酸鋰nLi₂SO₄和碘酸鋰LiIO₃，調整助溶劑的含量，使過鍍金屬離子的濃度為0.07-0.11 mol/L。

4.如權利要求1所述的鋰電池正極材料助熔劑大面積多點快速成核晶體生長方法，其特征在于：所述步驟3)中，富鋰環境為：化學計量比鋰濃度：實際鋰濃度 = 1: 1.03-2.80。

5.如權利要求1所述的鋰電池正極材料助熔劑大面積多點快速成核晶體生長方法，其特征在于：所述步驟4)中，固態多孔模板劑為多孔碳化硅、碳多孔材料或多孔氧化鋁。

6.如權利要求1所述的鋰電池正極材料助熔劑大面積多點快速成核晶體生長方法，其特征在于：所述步驟5）中，調節熔液的pH值為7-9。

7.如權利要求1所述的鋰電池正極材料助熔劑大面積多點快速成核晶體生長方法，其特征在于：所述步驟6）中，微波水熱反應時間為5-30分鐘，溫度150-250^oC。

8.如權利要求1所述的鋰電池正極材料助熔劑大面積多點快速成核晶體生長方法，其特征在于：所述步驟7）中，反應產物分離、清洗后于70-120 ^oC干燥10-48小時。