[发明专利]一种高镍三元正极材料的表面改性方法、改性后的材料有效

专利信息
申请号: 202110326522.0 申请日: 2021-03-26
公开(公告)号: CN112864370B 公开(公告)日: 2022-11-18
发明(设计)人: 龙君君;高玉仙;闵长青;张二冬;丁楚雄 申请(专利权)人: 合肥国轩高科动力能源有限公司
主分类号: H01M4/36 分类号: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
代理公司: 合肥市浩智运专利代理事务所(普通合伙) 34124 代理人: 叶濛濛
地址: 230011 安*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 三元 正极 材料 表面 改性 方法
【权利要求书】:

1.一种高镍三元正极材料的表面改性方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1、将高镍三元前驱体、锂源与金属化合物混合,煅烧后,得到掺杂改性的高镍三元正极材料,然后将其分散于水中,边搅拌边加入EDTA溶液,同时缓慢加入F盐溶液,搅拌、过滤、干燥,得到改性后的正极材料;

S2、将固态电解质材料超声分散于烷类溶剂中形成悬浊液,然后将S1中制备的正极材料加入到上述悬浊液中,经超声破碎、离心、干燥,制备最终的改性材料。

2.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料的表面改性方法,其特征在于:所述步骤S1中高镍三元前驱体为NixCoyMn1-x-y(OH)2(0.6≤x≤1.0)或NixCoyMn1-x-yCO3(0.6≤x≤1.0)中的一种或多种;所述锂源为Li2CO3、LiOH或CH3COOLi中的一种或多种,其中高镍三元前驱体D50为3~12μm;所述锂源与高镍三元前驱体的摩尔比为0.95~1.09:1。

3.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料的表面改性方法,其特征在于:所述步骤S1中金属化合物为Al、Mg、Ti、Zr、Mo、W、Nb、V、Ge、Si、La及B的氧化物中的一种或几种的混合;其中所述金属化合物中金属元素与掺杂改性的高镍三元正极材料的质量比为1~5:1000~10000。

4.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料的表面改性方法,其特征在于:所述步骤S1中煅烧温度为750~850℃,时间为12~24h。

5.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料的表面改性方法,其特征在于:所述步骤S1中掺杂改性的高镍三元正极材料与水的质量比为1~3:1。

6.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料的表面改性方法,其特征在于:所述步骤S1中F盐溶液为NaF、KF、BeF2、NH4F及AgF中的一种或多种;其中EDTA的浓度为0.0001~0.001mol/L,F盐溶液的浓度为0.0005~0.02mol/L。

7.根据权利要求6所述的高镍三元正极材料的表面改性方法,其特征在于:所述步骤S1中加入F盐溶液后,搅拌时间为5~30min,干燥温度为110℃,时间为15~24h。

8.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料的表面改性方法,其特征在于:所述步骤S2中固态电解质材料为LiaMXb,其中M为Dy、Gd、Ho、La、Nd、Sc、Sm、Tb、Tm、Ga、In、Y系中的一种或者几种,X为F、Cl、Br中的一种或者多种,0≤a≤10,1≤b≤13。

9.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料的表面改性方法,其特征在于:所述步骤S2将固态电解质材料采用高功率超声破碎后分散于烷类溶剂中形成悬浊液,高功率超声破碎的功率为300~500W,超声8s停3s,时间为20~40min;将S1中制备的正极材料加入到上述悬浊液中,然后采用低功率超声破碎,低功率超声破碎的功率为150~250W,超声8s停4s,时间为20~40min。

10.一种采用权利要求1-9中任一项所述的改性方法获得的高镍三元正极材料。

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