氟碳共掺杂镍钴锰酸锂正极材料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CN111430704A(43)申请公布日2020.07.17(21)申请号202010201116.7(22)申请日2020.03.20(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人于奥王亚州谢涛(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人肖阳(51)Int.Cl.H01M4/505(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/052(2010.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称氟碳共掺杂镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种氟碳共掺杂镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法和应用，其中，所述方法包括：(1)伴随着搅拌，将含镍物料、含钴物料、含锰物料、N-甲基吡咯烷酮和聚偏氟乙烯混合，然后静置，以便得到混合胶液；(2)将所述混合胶液进行静电纺丝，然后进行干燥，以便得到纤维棒状前驱体；(3)将所述纤维棒状前驱体进行高温退火，以便得到氟碳共掺杂镍钴锰酸锂正极材料。由此，采用该方法得到的氟碳共掺杂镍钴锰酸锂正极材料在充放电过程具有优异的稳定性和导电性，提高电池的使用寿命，并且该合成方法简单高效，生产成本低，有利于工业化生产。CN111430704ACN111430704A权利要求书1/1页1.一种制备氟碳共掺杂镍钴锰酸锂正极材料的方法，其特征在于，包括：(1)伴随着搅拌，将含镍物料、含钴物料、含锰物料、N-甲基吡咯烷酮和聚偏氟乙烯混合，然后静置，以便得到混合胶液；(2)将所述混合胶液进行静电纺丝，然后进行干燥，以便得到纤维棒状前驱体；(3)将所述纤维棒状前驱体进行高温退火，以便得到氟碳共掺杂镍钴锰酸锂正极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将所述含镍物料、所述含钴物料、所述含锰物料、所述N-甲基吡咯烷酮和所述聚偏氟乙烯按照摩尔比(0.1～0.5)：(0.0125～0.0625)：(0.0125～0.0625)：(0.1～0.5)：(0.01～0.05)混合。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述含镍物料为乙酸镍、碳酸镍、草酸镍和氧化镍中的至少之一；任选地，在步骤(1)中，所述含钴物料为乙酸钴、碳酸钴、草酸钴和氧化钴中的至少之一。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述含锰物料为乙酸锰、碳酸锰、草酸锰和氧化锰中的至少之一。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述静电纺丝条件：喷头孔径为500～800μm，供料速度为0.2～0.8mL/h，电压为20～40kV，喷头与收集器之间的固化距离为15～35cm，压强为0.3～0.5MPa。6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述纤维棒状前驱体的直径为20～150nm。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述高温退火条件：从25℃以1～10℃/min速率升温至300～400℃且保温2～4h，再以1～10℃/min速率升温至700～900℃且保温10～16h，然后随炉冷却到室温。8.一种氟碳共掺杂镍钴锰酸锂正极材料，其特征在于，所述氟碳共掺杂镍钴锰酸锂正极材料采用权利要求1～7中所述的方法制备得到。9.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池具有权利要求8所述的氟碳共掺杂镍钴锰酸锂正极材料。10.一种储能设备，其特征在于，所述储能设备具有权利要求9所述的锂电池。2CN111430704A说明书1/7页氟碳共掺杂镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于锂电池领域，具体涉及一种氟碳共掺杂镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]当下我国能源储能体系中，主要是以煤、石油等化学能源为主，辅之以水电、核电、太阳能、潮汐能和地热能等。随着不可再生化石能源的日益减少和燃料所带来的环境问题，可再生绿色能源在能源体系中的比例越来越高。但水电受限于地理位置，太阳能、风能亦有间歇性的特点，给电能的存储带来的新的挑战。传统的储能设备不能满足当前对储能的需求，而锂离子电池凭着较高的工作电压(3.6-3.7V)、较高的能量密度、无记忆效应以及自放电小等特点，被认为是最有应用前景的储能体系。同时，对于锂离子电池也有了更高的要求，即电动汽车需要更远的续航里程，这也就意味着电池需要达到更高的能量密度，而单体电池容量和能量密度很大程度上取决于正极材料。当前比较成熟的正极材料有磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂以及镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂三元材料，其中三元正极材料结合了钴酸锂良好的循环稳定性、镍酸锂的高比容性