[發(fā)明專利]鋰離子電池正極材料的制備方法及應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110026934.2 | 申請(qǐng)日： | 2021-01-09 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112838208B | 公開（公告）日： | 2023-09-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王鵬峰;魏國禎;曾雷英;林琳;葉耀濱 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 廈門廈鎢新能源材料股份有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/505 | 分類號(hào)： | H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 深圳市賽恩倍吉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44334 | 代理人： | 習(xí)冬梅 |
| 地址： | 361026 福建省廈門市中國（*** | 國省代碼： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鋰離子電池 正極 材料 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鋰離子電池正極材料的制備方法，包括：將基體與去離子水在恒溫水浴條件下混合；通入共軛酸堿對(duì)溶液，調(diào)節(jié)pH值；通入金屬鹽溶液和堿液，調(diào)節(jié)pH值；進(jìn)行固液分離，得到包覆有反應(yīng)沉淀物的基體；將所述包覆有反應(yīng)沉淀物的基體進(jìn)行熱處理，得到所述鋰離子電池正極材料。本申請(qǐng)還提供一種鋰離子電池正極材料及電化學(xué)電池。本申請(qǐng)?zhí)峁┑匿囯x子電池正極材料的制備方法、鋰離子電池正極材料及電化學(xué)電池，該方法操作簡單、安全、成本較低，且制得的鋰離子電池正極材料及電化學(xué)電池穩(wěn)定性較好，克服了現(xiàn)有技術(shù)工藝復(fù)雜、包覆不均勻、產(chǎn)品穩(wěn)定性差的不足。
技術(shù)領(lǐng)域
本申請(qǐng)涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池正極材料的制備方法、采用所述制備方法制得的鋰離子電池正極材料以及應(yīng)用所述鋰離子電池正極材料的電化學(xué)電池。
背景技術(shù)
目前鋰離子電池應(yīng)用非常廣泛，人類社會(huì)對(duì)鋰離子電池性能的要求也越來越高。鋰離子電池正極材料有很多體系，目前實(shí)際應(yīng)用的主要有層狀的鋰鈷氧化物系列(LiCoO2)及鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰等三元材料。在高電壓、高溫、高放電倍率等使用條件下，正極材料的表面容易發(fā)生氟化物的侵蝕及過渡金屬的溶解。此外，三元材料，尤其是高Ni三元材料表面高殘堿(LiOH、Li2CO3)會(huì)在電池使用過程中與電解液反應(yīng)，產(chǎn)生氣體導(dǎo)致電池鼓脹，嚴(yán)重影響電池的安全和長期性能。
為解決以上問題，提高鋰離子電池的性能，擴(kuò)大鋰離子電池的應(yīng)用范圍，越來越多的研究人員致力于對(duì)正極材料的改性研究。行業(yè)中目前對(duì)鋰離子電池正極材料的改性方法主要以干法包覆和有機(jī)相包覆為主。干法包覆雖成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)，但包覆均勻性差(主要是點(diǎn)狀包覆)，能夠起到一定的改善作用，但無法大幅改善在高電壓、高溫、高倍率等較高要求下的長期性能。有機(jī)相包覆需要使用有毒、易揮發(fā)、易燃的原料且價(jià)格較高昂，成本較高且有一定危險(xiǎn)性。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本申請(qǐng)旨在提供一種鋰離子電池正極材料的制備方法，利用濕法包覆，該方法操作簡單、安全、成本較低且制得的產(chǎn)品穩(wěn)定性較好，克服了現(xiàn)有技術(shù)工藝復(fù)雜、包覆不均勻、產(chǎn)品穩(wěn)定性差的不足。
為了達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N鋰離子電池正極材料的制備方法包括以下步驟：
將基體與去離子水在恒溫水浴條件下均勻混合，得到第一懸濁液；
向所述第一懸濁液中通入共軛酸堿對(duì)溶液，調(diào)節(jié)pH值為8-10.5，得到第二懸濁液；
向所述第二懸濁液中通入金屬鹽溶液和堿液，調(diào)節(jié)pH值為8-10.5，并保持?jǐn)嚢?，得到混合液?/p>
將所述混合液進(jìn)行固液分離，得到包覆有反應(yīng)沉淀物的基體；
將所述包覆有反應(yīng)沉淀物的基體進(jìn)行熱處理，得到所述鋰離子電池正極材料。
其中，所述第二懸濁液和混合液中的pH值優(yōu)選為8.5-10，具體可根據(jù)使用的金屬鹽進(jìn)行調(diào)整，混合液中的pH值優(yōu)選為與第二懸濁液中的pH值相同。
一種實(shí)施方式中，所述基體的化學(xué)通式為LixNiaCobMncAdO2，其中，A表示表示選自鋁(Al)、鎂(Mg)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、釔(Y)、釩(V)、鎢(W)和鍶(Sr)中的至少一種；a+b+c+d＝1且0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0≤d≤1；0.9＜x＜1.3。其中，a≥0.8的高鎳正極材料由于游離鋰過高，通常的制備過程包含水洗工藝，特別適合本申請(qǐng)所述制備方法。
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