[發(fā)明專利]一種磷酸鐵錳鋰包覆高壓鎳錳酸鋰正極材料的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110362320.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112885995B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張克強(qiáng);關(guān)書偉;邢子傲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北九叢科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/58;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 河北知亦可為專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 13115
• 代理人: 周大偉

1.一種磷酸鐵錳鋰包覆高壓鎳錳酸鋰正極材料的制造方法，以鋰源、鐵源、錳源、磷源、碳源為包覆物原料，通過(guò)水熱反應(yīng)法制備，其特征在于：包括下述步驟，

A、鎳錳酸鋰的制備：將鎳源、錳源、尿素按摩爾比1:3:8稱取后溶于乙二醇和去離子水體積比1:6的溶液中，然后加入溶劑三硼酸酯混合，添加量與去離子水的體積比為1:8，通過(guò)超聲攪拌使得原料完全溶解，將所得第一混合溶液轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，置于烘箱中進(jìn)行保溫，自然冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)濾、洗滌后烘干得到碳酸鹽前驅(qū)體，將前驅(qū)體按摩爾比1:1.05稱取鋰源與其混合均勻，放入馬弗爐中在一定溫度下煅燒，自然冷卻至室溫后篩得鎳錳酸鋰材料；

B、將鋰源、鐵源、錳源和磷源按摩爾比1:2:7稱取后加入到去離子水中溶解，然而加入三(2,2,2-三氟乙基)亞磷酸酯混合，添加量與去離子水的體積比為1:7，得到第二混合液，在第二混合液中加入鎳錳酸鋰進(jìn)行超聲分散，隨后轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行加熱，抽濾烘干后得到水熱產(chǎn)物；

C、取步驟B的水熱產(chǎn)物，加入二甲基二甲氧基硅烷、碳源和研磨介質(zhì)，研磨時(shí)間為2-8h，得到研磨漿料；

D、將步驟C的研磨漿料在100-120℃，0.01MPa真空下烘干6-12h，得到反應(yīng)料，

E、將步驟D的反應(yīng)料裝入燒結(jié)爐中，在保護(hù)氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為600-900°C，燒結(jié)時(shí)間為4-10h，冷卻至室溫，粉碎過(guò)篩，得到磷酸鐵錳鋰包覆的鎳錳酸鋰正極材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵錳鋰包覆高壓鎳錳酸鋰正極材料的制造方法，其特征在于，所述步驟A烘箱中的溫度為180°C并保溫12h，馬弗爐中的煅燒時(shí)間為12h，再自然冷卻至室溫后過(guò)325目篩，且步驟B中高壓反應(yīng)釜中的加熱溫度至160℃，保溫2h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵錳鋰包覆高壓鎳錳酸鋰正極材料的制造方法，其特征在于，所述鋰源為碳酸鋰或氫氧化鋰，所述鎳源為乙酸鎳。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵錳鋰包覆高壓鎳錳酸鋰正極材料的制造方法，其特征在于，所述鐵源為草酸亞鐵、三氧化二鐵、碳酸鐵中的一種或任意組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵錳鋰包覆高壓鎳錳酸鋰正極材料的制造方法，其特征在于，所述錳源為乙酸錳、硫酸錳中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵錳鋰包覆高壓鎳錳酸鋰正極材料的制造方法，其特征在于，所述碳源為葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇、酚醛樹脂中的一種或任意組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵錳鋰包覆高壓鎳錳酸鋰正極材料的制造方法，其特征在于，所述三硼酸酯在充放電循環(huán)過(guò)程中對(duì)正極表面進(jìn)行保護(hù)，通過(guò)提高電極或電解液間的界面穩(wěn)定性來(lái)提高電池性能。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵錳鋰包覆高壓鎳錳酸鋰正極材料的制造方法，其特征在于，所述三(2,2,2-三氟乙基)亞磷酸酯通過(guò)在電極表面優(yōu)先氧化形成保護(hù)膜來(lái)抑制電解液分解和過(guò)渡金屬溶解。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磷酸鐵錳鋰包覆高壓鎳錳酸鋰正極材料的制造方法，其特征在于，所述二甲基二甲氧基硅烷可通過(guò)選擇性去除HF來(lái)作為高鎳層狀材料的界面穩(wěn)定添加劑。