[发明专利]一种改性镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法在审
申请号: | 201611146784.4 | 申请日: | 2016-12-13 |
公开(公告)号: | CN108232182A | 公开(公告)日: | 2018-06-29 |
发明(设计)人: | 周宏宝;江卫军;林纯灵;周玉林;朱晓沛;吴剑文;高智;苏迎春;张溪 | 申请(专利权)人: | 天津国安盟固利新材料科技股份有限公司 |
主分类号: | H01M4/505 | 分类号: | H01M4/505;H01M4/525 |
代理公司: | 北京康思博达知识产权代理事务所(普通合伙) 11426 | 代理人: | 刘冬梅;路永斌 |
地址: | 301802 *** | 国省代码: | 天津;12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 正极材料 镍钴锰酸锂 改性 基体材料 磷酸 过筛 制备 钇源 电化学性能 结构稳定性 三氧化二钇 三元前驱体 二次烧结 磷酸溶液 一次烧结 残碱量 醇溶液 氯化钇 镍钴锰 硝酸钇 溶剂 蒸干 锂源 加热 | ||
1.一种改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤1、将镍钴锰三元前驱体、锂源和钇源混合,然后依次进行一次烧结、粉碎和过筛,得到基体材料;
步骤2、将磷酸加入溶剂中,形成磷酸的醇溶液;
步骤3、将步骤1得到的基体材料加入步骤2制得的磷酸溶液中,搅拌,然后依次进行加热蒸干、过筛和二次烧结,得到改性镍钴锰酸锂正极材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,
所述镍钴锰三元前驱体为镍钴锰氢氧化物,其由式NixCo(1-x)/2Mn(1-x)/2(OH)2表示,其中,0.6≤x<1,优选为LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2;和/或
所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、草酸锂、氟化锂、溴化锂、氯化锂、氧化锂、磷酸二氢锂和磷酸锂中的一种或多种,优选选自碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂和草酸锂中的一种或多种,更优选选自碳酸锂和/或氢氧化锂。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述钇源选自三氧化二钇、硝酸钇和氯化钇的一种或多种,优选为三氧化二钇。
4.根据权利要求1至3之一所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,
所述镍钴锰三元前驱体与锂源的的摩尔比为1:(1~1.09),优选为1:(1~1.07),更优选为1:(1~1.05);和/或
所述镍钴锰三元前驱体与钇源的摩尔比为1:(0.002~0.2),优选为1:(0.01~0.1),更优选为1:(0.02~0.08);
其中,镍钴锰三元前驱体的摩尔量以其中镍元素、钴元素和锰元素的摩尔量之和计,锂源的摩尔量以其中锂元素的摩尔量计,钇源的摩尔量以其中钇元素的摩尔量计。
5.根据权利要求1至4之一所述的制备方法,其特征在于,在步骤1中,
所述一次烧结于700~1000℃下进行,优选于750~950℃下进行,更优选于800~950℃下进行,例如850℃;和/或
所述一次烧结进行3~30h,优选进行5~20h,更优选进行10~15h。
6.根据权利要求1至5之一所述的制备方法,其特征在于,在步骤2中,所述溶剂选自醇类溶剂,优选选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、丙三醇、乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或多种,更优选选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、乙二醇和丙三醇中的一种或多种,例如乙醇。
7.根据权利要求1至6之一所述的制备方法,其特征在于,在步骤2中,磷酸与基体材料的重量比为(0.1~5):100,优选为(0.5~2.5):100,更优选为(1~2):100。
8.根据权利要求1至7之一所述的制备方法,其特征在于,在步骤2中,溶剂与基体材料的重量比为(30~200):100,优选为(50~150):100,更优选为(50~100):100。
9.根据权利要求1至8之一所述的制备方法,其特征在于,在步骤3中,
所述加热于40~120℃下进行,优选于60~100℃下进行,更优选于80℃下进行;和/或
所述二次烧结于300~900℃下进行,优选于500~750℃下进行,更优选于600~700℃下进行;和/或
所述二次烧结进行2~10h,优选进行4~7h,更优选进行5~6h。
10.利用权利要求1至9所述的制备方法制得的一种改性镍钴锰酸锂正极材料,其特征在于,所述正极材料以式Li[NixCo(1-x)/2Mn(1-x)/2]1-yYyO2表示,其中,0.6≤x<1,0.01≤y≤0.1。
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