不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法

本发明属于电化学和二次电池，尤其涉及一种不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法。

背景技术：

1、锂离子电池作为一种高效的能量储存装置被广泛应用于便携式设备、电动汽车、储能系统等领域。

2、下一代锂离子电池正极材料的开发需要更高的能量密度、更长的循环寿命和更高的安全性，在研究开发下一代锂离子电池正极材料的过程中需要进一步系统地研究其在不同条件下的结构变化和热分解过程，例如脱锂态三元高镍材料在不同温度加热后的结构变化、脱锂态钴酸锂材料与固态电解质的界面反应、富锂锰基材料不同脱锂状态在高温下的结构变化与元素价态变化、不同电位下富锂锰基正极材料的过渡金属溶解情况等研究方向，都需要在脱锂态正极材料中排除粘结剂与导电剂的影响，防止粘结剂与导电剂发生反应对实验结果造成干扰。

3、然而，目前对不含导电剂与粘结剂的正极材料进行电化学脱锂的方案存在空白，阻碍了正极材料的研究与发展。

技术实现思路

1、本发明提供一种不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法，旨在解决上述技术问题。

2、本发明是这样实现的，一种不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法，

3、进一步地，所述正极材料前驱体的分子通式为nixcoymnz(oh)2，其中，0.5≤x≤0.95，0≤y≤0.6，0≤z≤0.8，x+y+z＝1。

4、更进一步地，所述锂源为lioh·h2o、li2co3、lino3、ch3cooli中的一种。

5、更进一步地，所述研磨的时长为0.5～6h。

6、更进一步地，所述压片处理的压强为5～15mpa，压片处理时的压强保持时长为1～5min。

7、更进一步地，所述热处理在n2、ar、o2或空气气氛中进行，热处理的温度为400～850℃。

8、更进一步地，所述薄块状正极材料的厚度为0.2～1mm。

9、更进一步地，所述充电的充电倍率为0.005～0.05c。

10、有益效果

11、本发明提供的不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法是以电化学脱锂的方式，与传统化学脱锂方式相比，此方法操作便利、能够精确控制电极材料的脱锂量。

12、使用扫描电子显微镜(sem)、x射线衍射(xrd)表征本发明所获得不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的结构和形貌，sem结果表明脱锂前的材料具有典型的一次颗粒组成的球型二次颗粒形貌，脱锂后材料破碎，并且表面变得光滑；xrd结果表明充电后电极材料的(003)峰向低角度移动，表明电化学脱锂成功。

13、本发明方法操作简单、高效，易大规模推广。

14、此外，采用本发明方法所制备的电化学脱锂电极粉末不含粘结剂与导电剂，能够有效防止粘结剂与导电剂对后续实验结果产生的干扰。

技术特征：

1.一种不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法，其特征在于，所述正极材料前驱体的分子通式为nixcoymnz(oh)2，其中，0.5≤x≤0.95，0≤y≤0.6，0≤z≤0.8，x+y+z＝1。

3.根据权利要求1所述的不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法，其特征在于，所述锂源为lioh·h2o、li2co3、lino3、ch3cooli中的一种。

4.根据权利要求1所述的不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法，其特征在于，所述研磨的时长为0.5～6h。

5.根据权利要求1所述的不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法，其特征在于，所述压片处理的压强为5～15mpa，压片处理时的压强保持时长为1～5min。

6.根据权利要求1所述的不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法，其特征在于，所述热处理在n2、ar、o2或空气气氛中进行，热处理的温度为400～850℃。

7.根据权利要求1所述的不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法，其特征在于，所述薄块状正极材料的厚度为0.2～1mm。

8.根据权利要求1所述的不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法，其特征在于，所述充电的充电倍率为0.005～0.05c。

技术总结
本发明属于电化学和二次电池技术领域，提供了一种不含粘结剂与导电剂的电化学脱锂电极粉末的制备方法，包括将正极材料前驱体与锂源的粉末混合研磨以及压片、热处理、电池组装和充电的步骤，本发明是以电化学脱锂的方式，与传统化学脱锂方式相比，此方法操作便利、能够精确控制电极材料的脱锂量，SEM结果表明脱锂前的材料具有典型的一次颗粒组成的球型二次颗粒形貌，脱锂后材料破碎，并且表面变得光滑；XRD结果表明充电后电极材料的(003)峰向低角度移动，表明电化学脱锂成功。采用本发明方法所制备的电化学脱锂电极粉末不含粘结剂与导电剂，能够有效防止粘结剂与导电剂对后续实验结果产生的干扰。

技术研发人员：李庆浩,陈苏鹏,赵越,卓增庆,曹艳玲,陈桂焕,李强
受保护的技术使用者：青岛大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4