[发明专利]一种锂离子全固态电池用硼掺杂&偏磷酸盐包覆镍基正极材料及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202010974066.6 申请日: 2020-09-16
公开(公告)号: CN112038612B 公开(公告)日: 2021-07-30
发明(设计)人: 李灵均;陈嘉鑫;宋刘斌 申请(专利权)人: 长沙理工大学
主分类号: H01M4/36 分类号: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525;C01B25/163;C01G53/00
代理公司: 长沙市融智专利事务所(普通合伙) 43114 代理人: 袁靖
地址: 410114 湖南省*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 锂离子 固态 电池 掺杂 磷酸盐 包覆镍基 正极 材料 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种锂离子全固态电池用硼掺杂偏磷酸盐包覆镍基正极材料的制备方法,其特征在于:由硼掺杂的锂离子电池镍基正极材料和材料表面的偏磷酸盐包覆层组成,所述的表面的偏磷酸盐包覆层为LiLa1-yMy(PO3)4,0≤y≤0.4,M为来源于Co、Mn、Al、Cr、Zr、Mg、B中的任意一种或者一种以上;

分别按比例称量磷源、镧源、锂源、硼源,分散剂加入球磨罐中球磨,然后加入的锂离子电池镍基正极材料前驱体继续球磨,再将搅拌均匀的混合物取出后干燥;将干燥后得到的产物研磨均匀后过筛,再将粉末煅烧,即得。

2.根据权利要求1所述的锂离子全固态电池用硼掺杂偏磷酸盐包覆镍基正极材料的制备方法,其特征在于:所述的锂离子电池镍基正极材料为层状嵌锂氧化物正极材料,化学组成为LiNixN1-xO2,0.6≤x1,N为Co、Mn、Al、Zr、Mg、Cr中的任意一种或者一种以上。

3.根据权利要求1所述的锂离子全固态电池用硼掺杂偏磷酸盐包覆镍基正极材料的制备方法,其特征在于:硼掺杂量摩尔百分比为锂离子电池镍基正极材料的0.05%-20%,表面包覆层化合物的物质的量为锂离子电池镍基正极材料的0.01%-20%。

4.根据权利要求3所述的锂离子全固态电池用硼掺杂偏磷酸盐包覆镍基正极材料的制备方法,其特征在于:硼掺杂量摩尔百分比为锂离子电池镍基正极材料的0.1%-5%,表面包覆层化合物的物质的量为锂离子电池镍基正极材料的0.1%-10%。

5.根据权利要求4所述的锂离子全固态电池用硼掺杂偏磷酸盐包覆镍基正极材料的制备方法,其特征在于:硼掺杂量摩尔百分比为锂离子电池镍基正极材料的0.5%-3%,表面包覆层化合物的物质的量为锂离子电池镍基正极材料的0.5%-3%。

6.根据权利要求1所述的锂离子全固态电池用硼掺杂偏磷酸盐包覆镍基正极材料的制备方法,其特征在于:磷源包括:磷酸氢铵、磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸中的一种及以上,镧源包括:氢氧化镧、硝酸镧、碳酸镧、氧化镧中的一种及以上;锂源包括:氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、草酸锂中的一种及以上;硼源包括:硼酸、氧化硼中的一种或两种,分散剂包括由C、H、N、O元素组成的常温下为液态的化合物。

7.根据权利要求6所述的锂离子全固态电池用硼掺杂偏磷酸盐包覆镍基正极材料的制备方法,其特征在于:分散剂为乙二醇。

8.根据权利要求1所述的锂离子全固态电池用硼掺杂偏磷酸盐包覆镍基正极材料的制备方法,其特征在于:原料中使用的磷源:镧源中P和La的摩尔比为3-5:1,硼源:锂离子电池镍基正极材料前驱体的摩尔比值为0.0005-0.3,锂源:(0.25×磷源+镧源+硼源+锂离子电池镍基正极材料前驱体)的摩尔比值为1-1.3。

9.根据权利要求8所述的锂离子全固态电池用硼掺杂偏磷酸盐包覆镍基正极材料的制备方法,其特征在于:锂源:(0.25×磷源+镧源+硼源+锂离子电池镍基正极材料前驱体)的摩尔比值为1.05-1.1。

10.根据权利要求1所述的锂离子全固态电池用硼掺杂偏磷酸盐包覆镍基正极材料的制备方法,其特征在于:加入磷源、镧源、锂源、硼源,分散剂后球磨使用的转速范围在50-800 rpm;原料和磨球体积比为0.1-10;研磨时间控制在2-48 h;加入锂离子电池镍基正极材料前驱体继续以50-800 rmp的转速球磨2-24h。

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