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一種鋰離子電池高電壓三元正極材料及其制備方法與流程

文檔序號:12130065閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種鋰離子電池高電壓三元正極材料,其特征在于,所述鋰離子電池正極材料的分子表達(dá)式為LiNi0.6-xMgxCo0.2-yAlyMn0.2-zTizO2-dFd,其中0<x,y,z,d≤0.05。

2.按權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池高電壓三元正極材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

步驟1、將鎳源原料、鎂源原料、鈷源原料、鋁源原料、錳源原料和鈦源原料以摩爾比為Ni:Mg:Co:Al:Mn:Ti=(0.6-x):x:(0.2-y):y:(0.2-z):z的比例稱量,分別按摩爾比(Ni+Mg):(Co+Al):(Mn+Ti)=5:2:3和7:2:1的比例分成兩份并溶解于適量去離子水中,得到溶液a和溶液b;

步驟2、將氫氧化鈉溶液和氨水混合配成氫氧化鈉濃度2.0mol/L,氨水濃度0.5mol/L的溶液,記為溶液c;

步驟3、將溶液a和b先后和溶液c分別緩慢勻速并流滴入裝有去離子水的大燒杯中,將其置于溫度為50-80℃的水浴鍋中,并不斷攪拌;

步驟4、向步驟3所得混合溶液中滴加氨水,調(diào)節(jié)pH值為11左右,并不斷攪拌5h,然后升溫至70℃陳化12h;

步驟5、將步驟4所得產(chǎn)物經(jīng)抽濾、洗滌數(shù)次直至通過BaCl2溶液檢驗無硫酸根離子,再放于鼓風(fēng)干燥箱中烘干并研磨均勻;

步驟6、將步驟5所得前驅(qū)體按比例與鋰源和氟源混合,以無水乙醇為分散劑,研磨均勻并烘干;

步驟7、將步驟6所得混合物研磨均勻后放置在管式爐中,于富氧空氣氣氛下,先以5℃/min升溫至450-550℃預(yù)燒5-10h,再以2℃/min升溫至700~850℃焙燒10~24h,在富氧空氣氣氛下自然降溫后將產(chǎn)物磨細(xì),即制得鎳元素在顆粒中呈梯度分布的層狀結(jié)構(gòu)鋰離子電池正極材料LiNi0.6-xMgxCo0.2-yAlyMn0.2-zTizO2-dFd。

3.按權(quán)利要求2所述的一種鋰離子電池高電壓三元正極材料的制備方法,其特征在于,步驟6中,所述鋰源原料、鎳源原料、鎂源原料、鈷源原料、鋁源原料、錳源原料和鈦源原料以及氟源原料的摩爾比為(1~1.1):(0.6-x):x:(0.2-y):y:(0.2-z):z:d。

4.按權(quán)利要求2所述的一種鋰離子電池高電壓三元正極材料的制備方法,其特征在于,步驟1中,所述鎳源原料為硫酸鎳、硝酸鎳、乙酸鎳、氯化鎳以及氫氧化鎳中的至少一種。

5.按權(quán)利要求2所述的一種鋰離子電池高電壓三元正極材料的制備方法,其特征在于,步驟1中,所述鎂源原料為硫酸鎂、硝酸鎂、乙酸鎂、氯化鎂、氧化鎂以及氫氧化鎂中的至少一種。

6.按權(quán)利要求2所述的一種鋰離子電池高電壓三元正極材料的制備方法,其特征在于,步驟1中,所述鈷源原料為硫酸鈷、硝酸鈷、乙酸鈷、氯化鈷以及鈷的氫氧化物和氧化物中的至少一種。

7.按權(quán)利要求2所述的一種鋰離子電池高電壓三元正極材料的制備方法,其特征在于,步驟1中,所述鋁源原料為硝酸鋁、硫酸鋁、氯化鋁、氫氧化鋁和鋁的氧化物中的至少一種。

8.按權(quán)利要求2所述的一種鋰離子電池高電壓三元正極材料的制備方法,其特征在于,步驟1中,所述錳源原料為硫酸錳、硝酸錳、乙酸錳、氯化錳以及錳的氫氧化物和氧化物中的至少一種,所述錳的氫氧化物和氧化物為化學(xué)二氧化錳或電解二氧化錳中的任一種。

9.按權(quán)利要求2所述的一種鋰離子電池高電壓三元正極材料的制備方法,其特征在于,步驟1中,所述鈦源原料為鈦酸丁酯、硫酸氧鈦、二氧化鈦中至少一種。

10.按權(quán)利要求2所述的一種鋰離子電池高電壓三元正極材料的制備方法,其特征在于,步驟6中,所述鋰源原料為碳酸鋰、硝酸鋰、乙酸鋰、氯化鋰和氫氧化鋰中的至少一種,所述氟源原料為氟化鋰和氟化氨中的至少一種。

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