[發(fā)明專利]一種鈦酸鍶改性鎳鈷錳酸鋰正極材料及包含它的鋰離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110903149.0
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN113620353B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王慶莉;王輝;嚴(yán)雪楓;李道聰;丁楚雄;楊茂萍;陳方
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/505
• 分類號(hào): H01M4/505
• 代理公司: 合肥市浩智運(yùn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種鈦酸鍶改性鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，采用稀土元素?fù)诫s鈦酸鍶改性和大小顆粒混摻的步驟，包括下述步驟：

S1、制備鎳鈷錳前驅(qū)體C，鎳鈷錳前驅(qū)體C的化學(xué)式為Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂；其中，0.3≤x＜1，0＜y≤0.3；

S2、按照化學(xué)通式Sr_1-xTiO₃：xM中各元素的化學(xué)計(jì)量比，其中，x為稀土離子摻雜的摩爾百分比系數(shù)0＜x≤0.05，M為所摻雜稀土元素至少一種，取碳酸鍶、二氧化鈦、稀土氧化物經(jīng)球磨混合均勻得到混合物D；

S3、將步驟S1得到的鎳鈷錳前驅(qū)體C和步驟S2得到的混合物D與鋰源按照一定的質(zhì)量比混合均勻，加入粘結(jié)劑，壓片燒結(jié)得到胚體E，破碎分級得到粉體F，其中所述破碎分級條件為中位粒徑為8～25μm的大顆粒團(tuán)聚體質(zhì)量占比60～90％和中位粒徑為1～4μm的小顆粒團(tuán)聚體質(zhì)量占比10～40％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦酸鍶改性鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，基材為：LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂；其中，0.3≤x＜1，0＜y≤0.3，所述基材由稀土元素?fù)诫s的鈦酸鍶納米粉體改性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦酸鍶改性鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，其中：

S1、按照鎳、鈷、錳元素的摩爾比，將可溶性鎳鹽、鈷鹽以及錳鹽與水混合，攪拌至完全溶解，得到混合溶液A，然后將混合溶液A與絡(luò)合劑、沉淀劑加入反應(yīng)釜中在保護(hù)氣體下在一定的pH和溫度下攪拌反應(yīng)，得到沉淀B，干燥后得到鎳鈷錳前驅(qū)體C；

S3、將步驟S1得到的鎳鈷錳前驅(qū)體C和步驟S2得到的混合物D與鋰源按照一定的質(zhì)量比混合均勻，加入粘結(jié)劑，壓片得到圓片胚體，燒結(jié)得到胚體E，破碎分級得到粉體F；

S4、將粉體F退火，得到稀土元素?fù)诫s的鈦酸鍶改性鎳鈷錳酸鋰正極材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦酸鍶改性鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S1所述混合溶液A中的金屬離子總濃度為0.2～4.0mol/L的鎳鈷錳混合鹽溶液；所述可溶性鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為硫酸鹽、鹵素鹽或硝酸鹽中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦酸鍶改性鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S1所述絡(luò)合劑為葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉、水合肼、乙醇胺、碳酸氫銨、乙二胺、乙二胺四乙酸中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦酸鍶改性鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S1所述沉淀劑為NaOH、KOH、Ba(OH)₂、Na₂CO₃或LiOH中的至少一種，所述沉淀劑濃度為3～7mol/L；所述絡(luò)合劑的濃度為3～7mol/L。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈦酸鍶改性鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S1所述保護(hù)氣體為氮?dú)饣蚝狻⒌獨(dú)饣驓鍤舛栊詺怏w中的至少一種，反應(yīng)溫度為40～70℃，反應(yīng)pH值控制在10.2～12.0，并陳化8～36小時(shí)。