锂离子三元纳米片及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112952064A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110303736.6B82Y30/00(2011.01)(22)申请日2021.03.22B82Y40/00(2011.01)(71)申请人中国民用航空飞行学院地址618307四川省德阳市广汉市南昌路四段46号(72)发明人王海斌郑永军王茂华瞿忱陈现涛贾井运孙强(74)专利代理机构成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)51241代理人李鹏(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称锂离子三元纳米片及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供一种锂离子三元纳米片及其制备方法和应用，将镍氰化钾溶解到去离子水中得到溶液A；将可溶性钴盐、可溶性铁盐、柠檬三酸钠溶解到去离子水中得到溶液B；将溶液A缓慢的加入到溶液B中，搅拌30分钟后，在室温下静置；抽滤收集产物并用去离子水和乙醇洗涤；在真空干燥箱中60℃～80℃干燥5小时；将粉末在充满氮气的管式炉中进行煅烧；然后将粉末放在马弗炉中进行煅烧得到最终产品。本发明提供的制备方法原材料资源丰富，价格低廉，操作简单方便，易于工业化生产。制备的三元金属氧化物具有纳米片结构，以有效缓解充放电过程中引起的体积膨胀，缩短锂离子的传输距离，大幅度提高锂电的电化学性能。CN112952064ACN112952064A权利要求书1/1页1.锂离子三元纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将镍氰化钾溶解到去离子水中，磁力搅拌直至完全溶解溶液A；将可溶性钴盐、可溶性铁盐、柠檬三酸钠溶解到去离子水中，磁力搅拌直至完全溶解溶液B；(2)将溶液A缓慢的加入到溶液B中，搅拌30分钟后，在室温下静置；(3)抽滤收集产物并用去离子水和乙醇洗涤；(4)在真空干燥箱中60℃～80℃干燥5小时，得到干燥粉末；(5)将粉末在充满氮气的管式炉中进行煅烧；(6)然后将粉末放在马弗炉中进行煅烧得到最终产品。2.根据权利要求1所述的锂离子三元纳米片的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，物料比按照以下比例配置：溶液A，8mmol镍氰化钾，400ml去离子水；溶液B，4mmol可溶性钴盐，4mmol可溶性铁盐，3mmol柠檬三酸钠，400ml去离子水。3.根据权利要求1所述的锂离子三元纳米片的制备方法，其特征在于，所述的可溶性钴盐为四水乙酸钴、氯化钴、硫酸钴；所述的可溶性铁盐为四水乙酸铁、氯化铁、硫酸铁。4.根据权利要求1所述的锂离子三元纳米片的制备方法，其特征在于，步骤(2)静置时间为24‑48小时。5.根据权利要求1所述的锂离子三元纳米片的制备方法，其特征在于，步骤(5)的升温速率为1～3℃min‑1，温度范围为400～450℃。6.根据权利要求1所述的锂离子三元纳米片的制备方法，其特征在于，步骤(6)的升温速率为1～3℃min‑1，温度范围为300～350℃。7.锂离子三元纳米片，其特征在于，根据权利要求1‑6任一所述方法制备得到。8.锂离子三元纳米片在锂离子电池中作为电极材料的应用。2CN112952064A说明书1/3页锂离子三元纳米片及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明设计锂电池材料技术领域，特别是涉及锂离子三元纳米片及其制备方法和应用。背景技术[0002]日益严重的全球环境污染和能源危机受到各国的广泛关注,因此迫切开发出一种新的绿色能源存储或转换设备,如二次电池、超级电容器和水分离。特别是锂离子电池(LIBs)的高能量密度和杰出的循环表现被广泛的应用在手机、笔记本电脑、照相机等便携式电子设备等应用领域，迅速发展为最重要的储能设备之一。同时锂离子电池还具有对环境污染小，电压高等其他优点，被认为是最有潜力的解决能源危机的储能装置。锂电池由以下五部分组成：正极、负极、有机电解液、隔膜和电池外壳。近年来，为了改进锂离子电池的倍率和循环等性能，科研人员进行了大量的研究。二元金属氧化物通常具有优异的电化学表现，通过继续增加元素扩展为三元金属氧化物，即二元体系转变为三元体系，电化学性能进一步提高，随着高性能比电池需求的增加，三元体系材料的电化学性能成为研究的热点。[0003]现有技术之一，专利CN109659537A“柠檬酸根辅助氟掺杂三元纳米片/聚吡咯的制备方法及产品和应用”，首先按摩尔量比1:1‑x‑y:x:y:z将锂盐、镍盐、钴盐、锰盐和氟化锂加入到40mL去离子水中，磁力搅拌至分散均匀，得溶液A；其次将六次甲基四胺和柠檬酸盐按摩尔比10：1加入上述溶液A中，继续搅拌至完全溶解得溶液B，接着将上述溶液B