[发明专利]氧化物包覆氮化纳米碳管负载镍钴锰正极材料的制备及应用

摘要

本发明提供了氧化物包覆氮化纳米碳管负载镍钴锰正极材料的制备及应用，通过制备氮化纳米碳管、产物Ⅰ氮化纳米碳管负载掺杂镍钴锰氢氧化物的镍钴锰三元正极材料前驱体内核P1、产物Ⅱ以P1为内核和具有镍钴锰浓度梯度外壳三元正极材料前驱体P2、产物Ⅲ以氮化纳米碳管负载掺杂镍钴锰三元正极材料为内核和具有镍钴锰浓度梯度外壳的三元正极材料C1和产物Ⅳ氧化物包覆的氮化纳米碳管负载掺杂镍钴锰三元正极材料为内核和具有镍钴锰浓度梯度外壳的三元正极材料C2，制得的氧化物包覆氮化纳米碳管负载镍钴锰正极材料具有高倍率、高容量和高容量保持率。通过调节实验参数，内核和外壳粒径和组分可控，是高容量高倍率锂离子二次电池理想的正极材料。

主权项

1.氧化物包覆氮化纳米碳管负载镍钴锰正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：将纳米碳管和氮源按摩尔比混合均匀，在真空或保护气体氛围下煅烧，自然冷却，制备得到混合物；将制得的所述混合物加入去离子水中，搅拌，过滤，制备得到氮化纳米碳管；将氮化纳米碳管溶解在去离子水中，搅拌、过滤，除去不溶颗粒物，制备得到氮化纳米碳管水溶液；步骤2)：将镍盐、钴盐和锰盐按镍、钴、锰三元素和其他金属盐按摩尔比溶于所述步骤1)制备得到的氮化纳米碳管水溶液，通入保护气氛，搅拌，调节溶液pH值和溶液温度，经过反应时间，制备得到产物Ⅰ，所述产物Ⅰ为氮化纳米碳管负载掺杂镍钴锰氢氧化物的镍钴锰三元正极材料前驱体内核P1；步骤3)：将所述步骤2)制备得到的氮化纳米碳管负载掺杂镍钴锰氢氧化物的镍钴锰三元正极材料前驱体P1反应溶液，加入一定比例镍盐、钴盐、锰盐和其他金属盐水溶液，或将步骤3)制备得到的氮化纳米碳管负载掺杂镍钴锰氢氧化物的镍钴锰三元正极材料前驱体P1，加入一定比例镍盐、钴盐、锰盐和其他金属盐水溶液中，通入保护气氛，调节溶液pH值和溶液温度，制备得到产物Ⅱ，所述产物Ⅱ为以所述步骤2)制得的P1为内核和具有镍钴锰浓度梯度外壳三元正极材料前驱体P2；步骤4)：将所述步骤3)制得的镍钴锰三元正极材料前驱体P2、锂盐、氧化物和氟化物按摩尔比混合均匀，在空气或氧气气氛下煅烧和冷却，制备得到产物Ⅲ，所述产物Ⅲ为以氮化纳米碳管负载掺杂镍钴锰三元正极材料为内核和具有镍钴锰浓度梯度外壳的三元正极材料C1；步骤5)：将所述步骤4)制备得到的镍钴锰三元正极材料C1和氧化物按摩尔比混合均匀，在空气或氧气气氛下煅烧和冷却，制备得到产物Ⅳ，所述产物Ⅳ为氧化物包覆的氮化纳米碳管负载掺杂镍钴锰三元正极材料为内核和具有镍钴锰浓度梯度外壳的三元正极材料C2。