改性高镍三元锂离子电池正极材料及制备方法.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CN111960479A(43)申请公布日2020.11.20(21)申请号202010880089.0(22)申请日2020.08.27(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人吴孟强刘德源廖家轩刘娜后俊明杨俭(74)专利代理机构成都点睛专利代理事务所(普通合伙)51232代理人敖欢(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称改性高镍三元锂离子电池正极材料及制备方法(57)摘要本发明提供一种改性高镍三元锂离子电池正极材料及制备方法，包括步骤：(1)向去离子水中依次加入无机非强酸与次氯酸盐水溶液，得到溶液甲；(2)将高镍三元锂离子电池正极材料粉体置于搅拌器中均匀搅拌，同时将过量的溶液甲加入搅拌器中混合，得到液体乙；(3)将液体乙静置后抽滤得到固体丙；(4)将固体丙清洗、抽滤后得到固体丁；(5)将固体丁置于炉内煅烧，所得即为改性后的高镍三元锂离子电池正极材料；本发明通过在高镍三元锂离子电池正极材料表面以气雾形式喷洒无机非强酸与次氯酸盐混合溶液对高镍三元锂离子电池正极材料进行改性处理，使得被改性高镍三元锂离子电池正极材料具有优异且均衡的循环性能。CN111960479ACN111960479A权利要求书1/2页1.一种改性高镍三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括如下工艺步骤：步骤(1)：向去离子水中依次加入无机非强酸与次氯酸盐水溶液，充分搅拌直至完全溶解，得到溶液甲；步骤(2)：高镍三元锂离子电池正极材料的化学式为LiNi1-x-yCoxMnyO2，其中0.5<1-x-y<1,0<x<0.5,0<y<0.5，将高镍三元锂离子电池正极材料粉体置于搅拌器中均匀搅拌，同时将过量的溶液甲加入搅拌器中混合，充分搅拌1-10min混合得到液体乙；步骤(3)：将液体乙静置后抽滤得到固体丙；步骤(4)：将固体丙清洗、抽滤后得到固体丁；步骤(5)：将固体丁置于炉内煅烧，所得即为改性后的高镍三元锂离子电池正极材料；其中，步骤(1)中溶液甲中所含次氯酸盐与无机非强酸的摩尔比为0.001-1.500；步骤(1)中溶液甲的摩尔浓度为0.001-0.030mmol/L；步骤(1)中无机非强酸指磷酸、氢氟酸及硼酸中的一种或多种任意比例混合；步骤(1)中次氯酸盐指次氯酸锂、次氯酸钠和次氯酸钾中的一种或多种任意比例混合；步骤(2)中高镍三元锂离子电池正极材料的粒径为2μm至30μm之间的颗粒状材料；步骤(3)中液体乙的静置时间为2-8小时；步骤(3)中抽滤液体乙的溶剂为甲醇、乙醇、去离子水中的一种；步骤(4)中清洗和抽滤固体丙的溶剂与步骤(3)中溶剂保持一致；步骤(5)中煅烧氛围为空气或者氧气。2.根据权利要求1所述的改性高镍三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中所制备的溶液甲，所含次氯酸盐与无机非强酸摩尔比为0.50-0.60。3.根据权利要求1所述的改性高镍三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所制备的溶液甲，当其为磷酸与次氯酸盐混合溶液时摩尔浓度为0.001-0.014mmol/L；当其为氢氟酸与次氯酸盐混合溶液时摩尔浓度应为0.006-0.015mmol/L；当其为硼酸与次氯酸盐混合溶液时摩尔浓度为0.010-0.025mmol/L；当其为至少两种非强无机酸与次氯酸盐混合溶液时摩尔浓度为0.015-0.020mmol/L。4.根据权利要求1所述的改性高镍三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中高镍三元锂离子电池正极材料粉体的量为次氯酸盐物质的量的0.6-0.9倍。5.根据权利要求1所述的改性高镍三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中过量的溶液甲以雾化液滴的形式喷洒于均匀搅拌的粉体中。6.根据权利要求1所述的改性高镍三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中高镍三元锂离子电池正极粉体的粒径为3μm至25μm之间的颗粒状材料。7.根据权利要求5所述的改性高镍三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中与溶液甲形成的气雾充分接触搅拌的时间为5-9min，并且/或者与溶液甲形成的气雾充分接触搅拌的速度为600-800r/min。8.根据权利要求1所述的改性高镍三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中液体乙的静置时间为5-7小时。9.根据权利要求1所述的改性高镍三元锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤(