[發明專利]一種原位生長多金屬氧酸鹽改性鋰離子電池正極材料的制備方法

在審

• 申請號: 202210620573.9
• 申請日: 2022-06-02
• 公開（公告）號: CN114976005A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王接喜;劉曉旭;王志興;顏果春;郭華軍;李新海;彭文杰
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 汪金連

1.一種原位生長多金屬氧酸鹽改性鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將多金屬氧酸鹽溶解于非質子性有機溶劑中獲得混合溶液；

(2)將鋰離子電池正極材料分散于所述混合溶液，形成懸濁液；

(3)恒溫條件下進行反應，再分離，獲得多酸改性中間材料；

(4)將所述多酸改性中間材料在惰性氣體中進行熱處理，冷卻后制得原位生長多金屬氧酸鹽改性鋰離子電池正極材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋰離子電池正極材料層狀LiMO₂、橄欖石狀LiMPO₄、尖晶石狀LiM₂O₄和富鋰材料x(Li₂MnO₃)·(1-x)(LiMO₂)中的一種，其中0≤x≤1，M為Co、Mn、Al、Mg、Ti、Zr、Mo、稀土元素中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述多金屬氧酸鹽是一類多核配合物，包括同多酸(Y_n[M₆O₁₉])和雜多酸(Y_n[XM₁₂O₄₀])，X為B、Al、Ga、Si、Ge、Sn、P、As、Sb、Bi、Se、Fe、Co和Te中的一種，M為W、Mo、V、Nb、Ti、K、Na和Ta中的一種或幾種的混合，Y為有機陽離子三乙醇基銨鹽、四烷基銨鹽、陽離子型離子液體中的一種或幾種的混合。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述非質子性有機溶劑為乙腈、乙醚、苯、四氯化碳、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、六甲基磷酰三胺中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述多金屬氧酸鹽和鋰離子電池正極材料的質量比為0.1％～5％。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述恒溫條件為-70℃～90℃；所述反應時間為0.1h～4h。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述分離過程為過濾、抽濾、蒸發、蒸餾方法中的一種或幾種。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述惰性氣體為氮氣、氬氣或氦氣中的一種。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為600～800℃，升溫速率3-20℃/min，保溫時間3-20h。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述原位生長多金屬氧酸鹽改性鋰離子電池正極材料存在多酸中元素表面包覆、表層摻雜、梯度或本體摻雜現象。