[发明专利]一种阳离子掺杂三元正极材料纳米纤维的制备方法

权利要求书

1.一种阳离子掺杂三元正极材料纳米纤维的制备方法，其特征在于所述阳离子掺杂三元正极材料纳米纤维的化学通式为LiNi_1-x-yCo_xMn_y-z M_zO₂，其中，0x1，0y1，0≤z≤0.05，M为金属阳离子，所述方法包括以下步骤：

1)将镍源、钴源和锰源加入到N,N-二甲基甲酰胺中，磁力搅拌，得溶液A；所述镍源选自氯化镍、硫酸镍、乙酸镍中的至少一种；所述钴源选自氯化钴、硫酸钴、乙酸钴中的至少一种；所述锰源选自氯化锰、硫酸锰、乙酸锰中的至少一种；所述镍源、钴源、锰源、N,N-二甲基甲酰胺的配比为(0.34～0.64)︰(0.20～0.34)︰(0.15～0.38)︰(20～40)，其中镍源、钴源和锰源以质量计算，N,N-二甲基甲酰胺以体积计算；

2)在溶液A中加入锂源和金属阳离子源，置于恒温油浴锅磁力搅拌，得溶液B；所述锂源选自氯化锂、硫酸锂、乙酸锂中的至少一种，所述金属阳离子源包括但不限于氯化铌；所述锂源、金属阳离子源、溶液A的配比为(0.6～1)︰(0～0.4)︰(100～300)，其中锂源和金属阳离子源以质量计算，溶液A以体积计算；

3)将聚丙烯腈加入到N,N-二甲基甲酰胺中搅拌，全部溶解后得溶液C；所述聚丙烯腈的分子量为150000；所述聚丙烯腈与N,N-二甲基甲酰胺的配比为(0.5～0.8)︰(4～6)，其中聚丙烯腈以质量计算，N,N-二甲基甲酰胺以体积计算；所述搅拌的时间为8～12h；

4)将溶液B全部加入溶液C中，置于恒温油浴锅磁力搅拌，得溶液D；

5)将溶液D转移至注射器中，进行静电纺丝，纺出的产物用铝箔接收；

6)将步骤5)所得产物干燥后置于马弗炉中于220～300℃煅烧1～3h，然后升温至350～500℃，煅烧3～5h，最终升温至750～850℃，再煅烧8～16h后降温至室温，即得阳离子掺杂三元正极材料纳米纤维。

2.如权利要求1所述一种阳离子掺杂三元正极材料纳米纤维的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述磁力搅拌的时间为30min～1h。

3.如权利要求1所述一种阳离子掺杂三元正极材料纳米纤维的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述置于恒温油浴锅磁力搅拌是在60～100℃恒温油浴锅中磁力搅拌8～12h。

4.如权利要求1所述一种阳离子掺杂三元正极材料纳米纤维的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述置于恒温油浴锅磁力搅拌是在60～100℃恒温油浴锅中磁力搅拌8～12h。

5.如权利要求1所述一种阳离子掺杂三元正极材料纳米纤维的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述溶液D中Li⁺离子的摩尔浓度为0.2～0.5mol/L。

6.如权利要求1所述一种阳离子掺杂三元正极材料纳米纤维的制备方法，其特征在于在步骤5)中，所述静电纺丝的具体参数为：溶液流量为0.2～0.7mL/h，针头与接收板之间的距离为15～20cm，正高压为13～20kV，负高压为1～3kV。

7.如权利要求1所述一种阳离子掺杂三元正极材料纳米纤维的制备方法，其特征在于在步骤6)中，所述干燥是在真空60～80℃干燥8～12h；在煅烧过程中，从室温升温至220～300℃的升温速率为1℃/min，从220～280℃升温至350～500℃的升温速率为1℃/min，从350～550℃升温至750～850℃的升温速率为2℃/min；所述降温采用自然降温。