[发明专利]一种锂离子电池高镍三元正极材料的改性方法在审

专利信息
申请号: 202010436417.8 申请日: 2020-05-21
公开(公告)号: CN111477867A 公开(公告)日: 2020-07-31
发明(设计)人: 郑军伟;杜芳惠 申请(专利权)人: 苏州大学
主分类号: H01M4/525 分类号: H01M4/525;H01M4/505;H01M10/0525
代理公司: 苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙) 32257 代理人: 崔玉琳
地址: 215000 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 锂离子电池 三元 正极 材料 改性 方法
【权利要求书】:

1.一种锂离子电池高镍三元正极材料的改性方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)采用溶胶凝胶法在锂化前驱体表面包覆纳米粒子,包括以下步骤:

(S1)将高镍三元材料原始前驱体与锂源按照摩尔比为1:1~1.05混匀,然后在450~480℃空气气氛下烧结5~10小时,得到所述锂化前驱体;所述高镍三元正极材料原始前驱体的分子式为LiNixCoyMzO2,其中,M元素为Al或Mn元素,0.6≤x≤1,0≤y≤0.4,0≤z≤0.4,x+y+z=1;

(S2)将金属盐、氢氧化锂和柠檬酸溶于水,所述金属盐为锰盐或铝盐;然后将得到的混合溶液在40-80℃下以及pH=7.9~8.1的条件下,制备锰/铝纳米粒子溶胶;并将所述锰/铝纳米粒子溶胶与所述锂化前驱体混合,加热蒸发溶剂后得到包覆纳米粒子的前驱体;所述纳米粒子为Li-Mn-O或Li-Al-O纳米粒子;

(2)将所述包覆纳米粒子的前驱体在700~800℃的氧气气氛下烧结10~16小时,得到锰/铝掺杂高镍三元材料。

2.根据权利要求1所述的改性方法,其特征在于:在步骤(S1)中,所述锂源为氢氧化锂或碳酸锂。

3.根据权利要求1所述的改性方法,其特征在于:在步骤(S2)中,所述金属盐与柠檬酸摩尔比为2:1~4,所述金属盐与氢氧化锂摩尔比为1:1。

4.根据权利要求1所述的改性方法,其特征在于:在步骤(S2)中,所述锰盐为乙酸锰、硝酸锰和硫酸锰中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的改性方法,其特征在于:在步骤(S2)中,所述铝盐为硝酸铝和/或硫酸铝。

6.根据权利要求1所述的改性方法,其特征在于:在步骤(S2)中,反应时间为3~10h。

7.根据权利要求1所述的改性方法,其特征在于:在步骤(S2)中,M元素占高镍三元材料原始前驱体摩尔分数的3%~10%。

8.根据权利要求1所述的改性方法,其特征在于:在步骤(2)中,所述锰/铝掺杂高镍三元材料的分子式为Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)1-xMnxO2,0.03≤x≤0.1;或Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)1-xAlxO2,0.03≤x≤0.1。

9.根据权利要求1所述的改性方法,其特征在于:在步骤(2)中,所述锰/铝掺杂高镍三元材料的粒径为200~500nm。

10.一种权利要求1-9中任一项所述的改性方法所制备的锰/铝掺杂高镍三元材料。

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