[發(fā)明專利]一種原位鋰醇化三元納米片正極材料的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110582479.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113321246A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘惟謙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京市永信合智能科技有限公司
• 主分類號(hào): C01G53/00
• 分類號(hào): C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種原位鋰醇化三元納米片正極材料的制備方法，將鎳鹽、鈷鹽和錳鹽加入少量的醇溶液中，磁力攪拌至鹽全部溶解，然后繼續(xù)加入醇溶液至80mL，標(biāo)記為溶液A；向溶液A中加入3～5g聚乙烯吡咯烷酮，磁力攪拌至均勻，標(biāo)記為溶液B；將上述B溶液轉(zhuǎn)入100mL反應(yīng)釜中，蓋子留有通入氣體管道的縫隙，向溶液中通入氬氣，將反應(yīng)釜中的空氣趕出，然后迅速取出鋰片，迅速放入反應(yīng)釜中，加大氣流量和氣流速至氫氣排除，然后迅速密閉反應(yīng)釜；將上述反應(yīng)釜置于烘箱中，190～220℃反應(yīng)8～12h，將產(chǎn)物經(jīng)過(guò)離心、用乙醇溶液洗滌3～5次，60～80℃烘箱干燥，得最終產(chǎn)物。本發(fā)明利用原位鋰醇化與溶劑熱相結(jié)合的方法制備三元納米片正極材料，制備無(wú)污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池的技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種原位鋰醇化三元正極材料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著更小、更輕和更高性能的電子和通訊設(shè)備的迅速發(fā)展，人們對(duì)為這些設(shè)備提供電源的電池性能尤其對(duì)比能量提出了越來(lái)越高的要求。但是，目前已商品化的鋰離子電池和MH/Ni電池的比容量已經(jīng)很難繼續(xù)提高。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)比能量更高的電池。鋰離子二次電池作為高比能量化學(xué)電源已經(jīng)廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通訊、筆記本電腦、攝像機(jī)、照相機(jī)、便攜式儀器儀表等領(lǐng)域，迅速發(fā)展成為目前最重要的二次電池之一。鋰離子電池作為最新一代的綠色高能蓄電池，于20世紀(jì)90年代初迅速發(fā)展起來(lái)，鋰離子電池因其電壓高、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)倍受青睞。

三元材料因其價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，被稱為是鋰電池的首選材料。由于三元材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(0x1,0y1)具有優(yōu)于磷酸亞鐵鋰和鈷酸鋰的特性，并且根據(jù)調(diào)節(jié)鎳、鈷、錳的比例，可以制備出不同性能的三元電極材料。隨著新能源汽車的興起和發(fā)展，三元材料是研究的熱點(diǎn)。然而三元材料在鋰離子電池循環(huán)過(guò)程中比容量衰減相對(duì)較快，表明其電化學(xué)性能相對(duì)較差。為此，我們提供了一種原位鋰醇化三元納米片正極材料的制備方法，來(lái)解決上述內(nèi)容存在的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種原位鋰醇化三元納米片正極材料(LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(0x1,0y1))的制備方法，本發(fā)明利用原位鋰醇化與溶劑熱相結(jié)合的方法制備三元納米片正極材料。該結(jié)構(gòu)具有較大的比表面積，能夠與電解液充分接觸，進(jìn)而可以提高材料的電化學(xué)性能。解決了在鋰離子電池循環(huán)過(guò)程中比容量衰減相對(duì)較快電化學(xué)性能相對(duì)較差的問(wèn)題。并且制備方法簡(jiǎn)單，工藝條件容易實(shí)現(xiàn)，能量消耗低，且制備無(wú)污染。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種原位鋰醇化三元納米片正極材料的制備方法，包括如下步驟，

第一步：將鎳鹽、鈷鹽和錳鹽加入少量的醇溶液中，磁力攪拌0.5_～1h至鹽全部溶解，然后繼續(xù)加入醇溶液至80mL，標(biāo)記為溶液A；

第二步：向溶液A中加入3_～5g聚乙烯吡咯烷酮，磁力攪拌至均勻，標(biāo)記為溶液B；

第三步：將上述B溶液轉(zhuǎn)入100mL反應(yīng)釜中，蓋子留有通入氣體管道的縫隙，向溶液中通入惰性氣體氬氣，將反應(yīng)釜中的空氣趕出，然后迅速?gòu)某淙攵栊詺怏w氬氣的自封袋中取出鋰片，迅速放入反應(yīng)釜中，加大氣流量和氣流速至空氣和少量的氫氣排除，然后迅速密閉反應(yīng)釜，其中使鋰片、鎳鹽、鈷鹽和錳鹽摩爾量比為：1:1-x-y:x:y；

第四步：將上述反應(yīng)釜置于烘箱中，190_～220℃反應(yīng)8_～12h，將產(chǎn)物經(jīng)過(guò)離心、用乙醇溶液洗滌3_～5次，60_～80℃烘箱干燥，得最終產(chǎn)物。

優(yōu)選的，所述第一步中，鎳鹽是硝酸鎳、醋酸鎳或檸檬酸鎳中的一種。

優(yōu)選的，所述第一步中，鈷鹽是硝酸鈷、醋酸鈷或檸檬酸鈷中的一種。