[发明专利]一种表面包覆氧化镧的高镍三元正极材料及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201810632115.0 申请日: 2018-06-19
公开(公告)号: CN108878821A 公开(公告)日: 2018-11-23
发明(设计)人: 张冉;张宏立 申请(专利权)人: 合肥国轩高科动力能源有限公司
主分类号: H01M4/36 分类号: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
代理公司: 合肥天明专利事务所(普通合伙) 34115 代理人: 黄少波;金凯
地址: 230011 安*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 三元正极材料 高镍 表面包覆 氧化镧 水中 离子 镍钴锰前驱体 研磨 混合物 制备 正极材料表面 共沉淀反应 循环稳定性 氧化镧改性 二次煅烧 三元材料 一次煅烧 沉淀剂 电解液 对电极 凝胶状 陈化 过筛 锰源 镍源 钴源 锂源 镧源 洗涤 过滤 蒸发 侵蚀
【权利要求书】:

1.一种表面包覆氧化镧的高镍三元正极材料,其特征在于:所述高镍三元正极材料的分子式为LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2,所述氧化镧的质量为高镍三元正极材料质量的0.5-10wt%。

2.根据权利要求1所述的一种表面包覆氧化镧的高镍三元正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、将镍源、锰源、钴源溶于去离子水中配制成溶液A;将沉淀剂溶于去离子水中配制成溶液B;将溶液A和溶液B加入反应装置中进行共沉淀反应,反应结束后,经陈化、过滤、洗涤、干燥得到镍钴锰前驱体;

S2、将锂源和镧源溶于去离子水中得到溶液C,然后将溶液C与经S1得到的镍钴锰前驱体搅拌混合均匀,蒸发至凝胶状,干燥得到混合物;

S3、将经S2得到的混合物进行一次煅烧,研磨均匀后,进行二次煅烧,降至常温后研磨过筛,得到表面包覆氧化镧的高镍三元正极材料。

3.根据权利要求2所述的一种表面包覆氧化镧的高镍三元正极材料的制备方法,其特征在于,所述溶液A中的镍源、锰源和钴源的总摩尔浓度为0.8-2.0mol/L;镍源、钴源和锰源的摩尔比为8:1:1。

4.根据权利要求2所述的一种表面包覆氧化镧的高镍三元正极材料的制备方法,其特征在于,所述沉淀剂为氢氧化钠、碳酸钠、草酸钠中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求2所述的一种表面包覆氧化镧的高镍三元正极材料的制备方法,其特征在于,所述镍源、钴源和锰源的总摩尔数与沉淀剂的摩尔数之比为1:1-1:2。

6.根据权利要求2所述的一种表面包覆氧化镧的高镍三元正极材料的制备方法,其特征在于,所述镍源为硫酸镍、乙酸镍、硝酸镍中的一种或者多种的混合物;所述锰源为硫酸锰、乙酸锰、硝酸锰中的一种或多种的混合物;所述钴源为硫酸钴、乙酸钴、硝酸钴中的一种或多种的混合物;所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、醋酸锂、氯化锂、氟化锂、磷酸锂、磷酸氢锂、磷酸二氢锂中的一种或多种的混合物;所述镧源为硝酸镧、氯化镧、醋酸镧中的一种或多种的混合物。

7.根据权利要求2所述的一种表面包覆氧化镧的高镍三元正极材料的制备方法,其特征在于,所述S1中将溶液A和溶液B同时滴加到反应釜中进行共沉淀反应,在滴加溶液A和溶液B的过程中,用氨水调节体系的pH值为7-11;所述共沉淀反应在氮气氛围下进行,共沉淀反应的温度为35-55℃,时间为4-12h。

8.根据权利要求2所述的一种表面包覆氧化镧的高镍三元正极材料的制备方法,其特征在于,所述S1中的陈化时间为6-12h。

9.根据权利要求2所述的一种表面包覆氧化镧的高镍三元正极材料的制备方法,其特征在于,所述S2的具体步骤为:将锂源和澜源依次溶于去离子水中得到溶液C,将S1中的镍钴锰前驱体均匀分散于容器中,逐滴加入溶液C,通过磁力充分搅拌30-60min,混合均匀后,在60-90℃下磁力搅拌蒸发至凝胶状,再放入真空干燥箱中,在60-100℃下干燥6-24h得到混合物。

10.根据权利要求2所述的一种表面包覆氧化镧的高镍三元正极材料的制备方法,其特征在于,所述一次煅烧的工艺为:将经S2得到的混合物在空气或氧气氛围下,以3-5℃/min的升温速率加热至400-550℃,保温3-8h;所述二次煅烧的工艺为:以3-5℃/min的升温速率加热至700-900℃,保温10-16h。

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