[发明专利]一种提高LiNi0.8在审

专利信息
申请号: 202111390405.7 申请日: 2021-11-23
公开(公告)号: CN114203986A 公开(公告)日: 2022-03-18
发明(设计)人: 许开华;张坤;李雪倩;李聪;薛晓斐 申请(专利权)人: 荆门市格林美新材料有限公司
主分类号: H01M4/36 分类号: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/052
代理公司: 中国有色金属工业专利中心 11028 代理人: 范威
地址: 448000 湖北省*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 提高 lini base sub 0.8
【说明书】:

一种提高LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料电化学性能的方法,将配制的混合盐溶液A、偏铝酸钠溶液B、氧化剂溶液C、沉淀剂溶液D和络合剂溶液E同时加入反应釜中进行共沉淀反应,当反应生成的物料中值粒径D50达到目标粒径后停止进料,经离心洗涤,将正极材料前驱体半成品置于乙醇和氨水的混合溶液中,然后加入硅酸四乙酯、乙酸钠完全溶解后得到分散液,经蒸干得到包覆硅酸钠的正极材料前驱体,与锂盐混合制得到包覆Li1.5Na0.5SiO3的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料。本发明在共沉淀过程中实现Ni的氧化,避免高温结晶过程中Ni2+与Li+发生混排,提高循环稳定性。

技术领域

本发明涉及镍钴铝正极材料技术领域,具体涉及一种提高LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料电化学性能的方法。

背景技术

在新能源汽车续航里程提高和钴价不断上涨的双重刺激下,高镍体系下的NCM和NCA材料成为研究的热点。镍钴锰电池对制作工艺要求低于镍钴铝电池,并且含锰的三元体系热稳定性更安全,所以目前国内研究的重点在于开发镍钴锰电池。但是镍钴锰电池的续航不如镍钴铝电池优秀,在对续航里程要求越来越高的今天,高镍NCA电池也是发展的重点。目前制备LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料所采用的方法多为溶胶-凝胶法,共沉淀法,喷雾热解法等,由于共沉淀法在工业中产量大容易控制前驱体的形貌从而被广泛应用。

使用溶胶-凝胶法,共沉淀法,喷雾热解法等制备出的NCA前驱体中的部分Ni为+2价,容易出现锂镍混排、容量衰减等问题,而Ni2+即使在高温流动氧气气氛下也难以被完全氧化。此外,在材料合成高温退火阶段,Ni较差的稳定性会导致其被还原成低价镍且高氧化态的镍在高温条件下极不稳定,容易与电解质发生副反应,导致层状结构被破坏,影响了镍钴铝材料的比容量和循环性能。

发明内容

针对上述已有技术存在的不足,本发明提供一种提高LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料电化学性能的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种提高LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极材料电化学性能的方法,其特征在于,所述方法包括:

(1)按金属离子镍钴铝摩尔比为0.8:0.15:0.05分别配制钴镍混合盐溶液A和偏铝酸钠溶液B、浓度为0.5-5mol/L氧化剂溶液C、沉淀剂溶液D和络合剂溶液E;其中,混合盐溶液A的总金属离子浓度为1-5mol/L,偏铝酸钠溶液B中铝元素浓度为0.1-0.8mol/L;

(2)将混合盐溶液A、溶液B、溶液C、溶液D和溶液E同时加入含有底液的反应釜中进行共沉淀反应,当反应生成的物料中值粒径D50达到目标粒径后停止进料,经离心洗涤,得到正极材料前驱体半成品;

(3)将正极材料前驱体半成品置于乙醇和氨水的混合溶液中,然后加入硅酸四乙酯,待硅酸四乙酯完全水解后,加入乙酸钠完全溶解后得到分散液,将分散液蒸干,得到包覆硅酸钠的正极材料前驱体;其中,所述硅酸四乙酯的加入质量为所加正极材料前驱体半成品质量的0.1-0.5倍,乙酸钠的加入质量为所加正极材料前驱体半成品质量的0.01-0.1倍;

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