[发明专利]基于锆基MOF材料的氧化锆包覆锂离子电池三元正极材料及其制备方法在审
| 申请号： | 201910345063.3 | 申请日： | 2019-04-26 |
| 公开（公告）号： | CN109950518A | 公开（公告）日： | 2019-06-28 |
| 发明（设计）人： | 封平净;刘耀春;卢鹏 | 申请（专利权）人： | 淮安新能源材料技术研究院 |
| 主分类号： | H01M4/36 | 分类号： | H01M4/36;H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 淮安市科文知识产权事务所 32223 | 代理人： | 谢观素 |
| 地址： | 223005 江*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 氧化锆 三元正极材料 锆基 锂离子电池 包覆层 氧化锆颗粒 孔隙率 包覆 制备 碳酸盐沉淀法 稳定复合材料 电化学活性 多孔碳结构 表面包覆 电子传递 高温烧结 活性物质 桥联作用 球形结构 循环性能 有效减少 电解液 副反应 克容量 去除 合成 分解 生长 缓解 | ||
1.基于锆基MOF材料的氧化锆包覆锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）包覆：配制N,N-二甲基甲酰胺、冰乙酸和盐酸的混合溶剂，其三种物质的体积比为DMF:AA:HCl=6:4:0.5~1.0；称取摩尔比为0.8~1.2:3的金属锆盐和对苯二甲酸溶解在混合溶剂中，超声30~60min使其充分溶解，得到混合溶液；按混合溶液每100ml称取1.5~2g的锂离子电池三元正极材料，加入到混合溶液中搅拌均匀，放入高压反应釜中，在120~160℃恒温干燥箱中反应3~5h，冷却至室温，洗涤、干燥，得到由锆基MOF材料包覆的锂离子电池三元正极材料；
（2）烧结：将步骤（1）所得材料在空气中高温下烧结，热处理的升温程序是：室温下以3~5℃/min升温到700~900℃，保温3~5h后随炉冷却至室温，得到最终产物即氧化锆包覆三元正极材料。
2.根据权利要求1所述基于锆基MOF材料的氧化锆包覆锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述金属锆盐是氯化锆或硫酸锆。
3.根据权利要求1所述基于锆基MOF材料的氧化锆包覆锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：锂离子电池三元正极材料的制备是，按照一定摩尔比称取镍盐、钴盐和锰盐，溶解在去离子水中，配制成金属离子浓度为0.2~0.6mol/L的溶液A，然后配制0.6~1.8mol/L的碳酸氢钠溶液B，将溶液A和溶液B快速混合在一起，pH值为7.6~8.0，在20~60℃下搅拌均匀并反应3~5h，过滤、洗涤，在80~100℃下真空干燥，得到锂离子电池的球形碳酸盐前驱体，再经500~600℃煅烧5~8h，得到球状锂离子电池三元正极材料。
4.根据权利要求3所述基于锆基MOF材料的氧化锆包覆锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述镍盐、钴盐和锰盐使用的是其对应乙酸盐、硫酸盐或硝酸盐。
5.根据权利要求1至4任一项方法制备而得的基于锆基MOF材料的氧化锆包覆锂离子电池三元正极材料，其特征在于：锂离子电池三元正极材料表面“生长”锆基MOF材料，高温热处理去除MOF材料的有机成分，形成由孔隙度高的多孔碳结构“桥联”的氧化锆包覆层。
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