一种掺杂的高镍高电压NCM正极材料及其制备方法与流程

文档序号:19935822发布日期:2020-02-14 22:33阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种掺杂的高镍高电压ncm正极材料,其特征在于,包括分子结构表达式如下:li[ni1-x-ycoxmny]1-δmδo2,其中,0<x≤0.2,0<y≤0.2,0<x+y≤0.4,0<δ≤0.1,m=sc,y,la,ti,zr,b,mg,ce,pr,sm,ga,in,al的偏磷酸盐、亚磷酸盐和次磷酸盐。

2.根据权利要求1所述的掺杂的高镍高电压ncm正极材料,其特征在于,包括分子结构表达式如下:li[ni0.85co0.05mn0.10]1-δmδo2或li[ni0.80co0.10mn0.10]1-δmδo2及其衍生物,0<δ≤0.1。

3.根据权利要求1或2所述的掺杂的高镍高电压ncm正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

s1.按照摩尔比ni:mn=(1-x-y):(y/2)将镍源原料和锰源原料溶于水,得溶液a;

s2.按照摩尔比co:mn=x:(y/2)将钴源原料和锰源原料溶于水,得溶液b;

s3.取浓度为4mol/l的naoh溶液为溶液c;

s4.将浓氨水按体积比1:1溶于水,得溶液d;其中摩尔比(nh3):(ni+co+mn)=2.47:1;

s5.将体积比为5:2.5:5:3的溶液a、b、c、d并流并在50-80℃、n2气氛保护下进行搅拌共沉淀,控制溶液流速使四种溶液同时加完,然后调节ph值为10-12,得共沉淀液;

s6.将步骤s5所得共沉淀液静置陈化11-13h,过滤洗涤并干燥,得前驱体;

s7.将步骤s6所得前驱体与掺杂物m及锂源原料混合均匀,压制成型,得物料;其中,锂源原料、镍源原料、钴源原料、锰源原料与掺杂物m原料的摩尔比为[(1.05~1.15)∶(1-x-y)∶x∶y]∶δ=(1-δ)∶δ;

s8.将步骤s7所得物料在450~550℃下预烧4h-8h,在690-900℃、氧气分压不低于500pa的氧气气流中烧结16-24h,即得。

4.根据权利要求3所述的掺杂的高镍高电压ncm正极材料的制备方法,其特征在于:所述锂源原料为氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂、柠檬酸锂和草酸锂中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的掺杂的高镍高电压ncm正极材料的制备方法,其特征在于:所述镍源原料为硝酸镍、硫酸镍、氧化镍、氯化镍、氢氧化镍和醋酸镍中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的掺杂的高镍高电压ncm正极材料的制备方法,其特征在于:所述钴源原料为硝酸钴、硫酸钴、醋酸钴、氯化钴、氧化钴和氢氧化钴中的至少一种。

7.根据权利要求3所述的掺杂的高镍高电压ncm正极材料的制备方法,其特征在于:所述锰源原料为硝酸锰、硫酸锰、醋酸锰、氯化锰、氧化锰、氢氧化锰和羟基氧化锰中的至少一种。

8.根据权利要求3所述的掺杂的高镍高电压ncm正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤s5中陈化后,经过滤和50℃水多次洗涤后,在105℃下真空干燥24-30h。

9.根据权利要求3所述的掺杂的高镍高电压ncm正极材料的制备方法,其特征在于:所述步骤s8中烧结过程氧气气流流速为400ml/min,氧气分压为500-10000pa。

10.权利要求1或2所述的掺杂的高镍高电压ncm正极材料在锂离子电池中的应用。

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