[發(fā)明專利]一種碳包覆NCM811材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110399404.2
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113140716B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 饒先發(fā);鐘盛文;陳軍;樓軼韜;李寶寶;施宣波;王強忠;陸路楠;許宣洪
• 申請（專利權(quán)）人: 江西理工大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 西安眾和至成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61249
• 代理人: 強宏超

本發(fā)明公開了一種碳包覆NCM811材料的制備方法，包括1)按照質(zhì)量比1：(0.001～0.003)稱取NCM811前驅(qū)體材料和苝四甲酸二酐加入到20ml的燒杯中，加入酒精，攪拌混勻后干燥；2)按照NCM811前驅(qū)體材料:一水合氫氧化鋰的質(zhì)量比2：1將步驟一產(chǎn)物和一水合氫氧化鋰加入到球磨罐中，然后加入球磨子、酒精，研磨后干燥；3)將樣品用干燥的玻璃棒攪散，裝入球磨罐用保鮮膜封好，攪拌混勻；4)將樣品在氧氣氛圍下燒制，從常溫經(jīng)175min加熱到530～570℃后進行保溫300min，保溫過后，再經(jīng)過210min加熱到750～800℃，保溫960min，冷卻至室溫，研磨、過篩即得到苝四甲酸二酐摻雜NCM811材料。本發(fā)明將苝四甲酸二酐摻入NCM811制得正極材料，從減少鋰鎳混排，有效提高鋰離子電池中正極材料的容量、穩(wěn)定性和倍率性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電池正極材料，具體涉及一種碳包覆NCM811材料制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池以其優(yōu)良的儲能特性，在移動通信、信息技術(shù)、消費電子、移動汽車等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著人類社會的進步和發(fā)展，高級鋰離子電池需要具有更高的容量、更好的倍率性能和更長的使用壽命。在鋰離子電池的所有部件中，電極材料是制約鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素。其中，正極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，對鋰離子電池的電化學(xué)性能有重要影響。基于對傳統(tǒng)層狀氧化物鋰離子正極材料的改性研究，鋰離子電池三元正極材料出現(xiàn)了，其低的成本、高的能量密度等優(yōu)勢比其他已經(jīng)實現(xiàn)商品化的正極材料明顯很多，并且三元材料有望成為電動汽車電池的主流正極材料。而高鎳三元鋰離子電池材料是基于在三元正極材料當中鎳元素含量的提高，鎳元素的提高有利于進一步的降低鋰離子正極材料的成本，同時鎳含量的提高，鋰離子電池的比能量也會相對的提高。

然而目前高鎳三元正極材料仍然存在著很多的問題，循環(huán)性能、倍率性能不佳等等，這個是因為在高鎳材料當中存在著鋰鎳混排的現(xiàn)象^[6]，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致鋰離子電池的性能不佳。因此，我們一直致力于尋找高性能、高容量、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、長循環(huán)壽命的正極材料。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種碳包覆NCM811材料，以提高鋰離子電池中正極材料的容量、穩(wěn)定性和倍率性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種碳包覆NCM811材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、混合：按照質(zhì)量比1：(0.001～0.002)稱取NCM811前驅(qū)體材料和苝四甲酸二酐加入到20ml的燒杯中，加入酒精充分浸沒，攪拌混勻后干燥；

步驟二、混鋰：按照NCM811前驅(qū)體材料:一水合氫氧化鋰的質(zhì)量比2：1將步驟一產(chǎn)物和一水合氫氧化鋰加入到球磨罐中，然后加入球磨子、酒精，球磨后干燥；

步驟三、干混：將樣品用干燥的玻璃棒攪散，裝入球磨罐用保鮮膜封好，攪拌混勻；

步驟四、燒制：將步驟三的產(chǎn)物放入到氧化氣氛的氣氛爐中進行燒制，從常溫經(jīng)175min加熱到530～570℃后進行保溫300min，保溫過后，再經(jīng)過210min加熱到750～800℃，之后保溫960min，冷卻至室溫，研磨、過篩即得到碳包覆NCM811材料。

本發(fā)明還具有以下技術(shù)特征：

優(yōu)選的，所述的步驟一中攪拌混勻所使用的混合儀器包括行星球磨儀或恒溫磁力攪拌器。

所述的步驟一中的干燥方法為將混合物置于60℃干燥箱干燥10h。

所述的步驟二中的混鋰操作在通風(fēng)櫥中進行。

所述的步驟二中所使用的球磨儀器為行星球磨儀，以160轉(zhuǎn)/min球磨8h，干燥方法為將混合物置于60℃干燥箱干燥8h。