锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂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CN109616656A(43)申请公布日2019.04.12(21)申请号201811538700.0(22)申请日2018.12.17(71)申请人成都市水泷头化工科技有限公司地址610041四川省成都市武侯区望江路1号20幢3层1号(72)发明人蔡杰(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/052(2010.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料及制备方法(57)摘要本发明涉及锂电池正极材料的技术领域，提供了一种锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料及制备方法。该方法在表面活性剂存在下，通过水热法制得铜镁掺杂的磷酸镍锂材料LiNi1-x-yMgxCuyPO4，然后将含有羧甲基纤维素、碳酸锂及五氧化二钒的包覆液前驱体喷雾沉积于LiNi1-x-yMgxCuyPO4颗粒表面，经550~650℃预烧、700~750℃烧结，制得Li3VO4/C混合包覆的铜镁掺杂磷酸镍锂正极材料。与传统方法相比，本发明制备的磷酸镍锂正极材料，电化学性能好，离子电导率高，在高倍率下能保持较高的比容量，且循环性能好。CN109616656ACN109616656A权利要求书1/1页1.锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂制备的具体步骤如下：（1）将溴化十六烷基三甲基铵、乙醇、去离子水配制成混合溶液，加入氢氧化锂并搅拌溶解，然后加入磷酸二氢铵、硫酸镍、硫酸镁、硫酸铜，搅拌均匀，转移至水热反应釜中，在密封状态下加热至120~125℃反应4~5h，然后通入氮气，升温至170~180℃继续反应1~2h，然后冷却、出料、抽滤、洗涤、真空干燥，制得铜镁掺杂的磷酸镍锂材料；（2）将羧甲基纤维素加入去离子水中，加热搅拌至完全溶解，然后加入碳酸锂及五氧化二钒进行分散，转移至球磨罐中，湿法球磨8~10h，出料，制得包覆液前驱体；（3）将步骤（2）制得的包覆液前驱体通过喷雾干燥沉积于步骤（1）制得的铜镁掺杂的磷酸镍锂材料表面，然后置于马弗炉中，在550~650℃下预烧7~8h，再升温至700~750℃烧结2~3h，羧甲基纤维素完全碳化，碳酸锂与五氧化二钒生成Li3VO4，制得Li3VO4/C混合包覆的铜镁掺杂磷酸镍锂正极材料。2.根据权利要求1所述锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述混合溶液中，溴化十六烷基三甲基铵、乙醇、去离子水的摩尔比为1~3:30~70:30~70。3.根据权利要求1所述锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述氢氧化锂、磷酸二氢铵、硫酸镍、硫酸镁、硫酸铜的摩尔比为1.1~1.2:1:（1-x-y）:x:y，其中，x可为0.05、0.1、0.15、0.2中的一个值，y可为0.05、0.1、0.15、0.2中的一个值。4.根据权利要求1所述锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述真空干燥的温度为40~60℃，时间为8~10h。5.根据权利要求1所述锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述包覆液前驱体的制备中，羧甲基纤维素、去离子水、碳酸锂、五氧化二钒的摩尔比为3~5:10~20:3:1。6.根据权利要求1所述锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述加热温度为50~70℃。7.根据权利要求1所述锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述喷雾干燥的喷雾转速为15000~18000r/min，喷雾盘直径为120~150mm。8.根据权利要求1所述锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述包覆液前驱体与铜镁掺杂磷酸镍锂材料的重量比为1~2:10。9.权利要求1~8任一项所述制备方法制备得到的锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料。2CN109616656A说明书1/6页锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料及制备方法技术领域[0001]本发明属于锂电池正极材料的技术领域，提供了一种锂电池用铜镁掺杂的包覆磷酸镍锂正极材料及制备方法。背景技术[0002]锂电池作为二十世纪九十年代发展起来的一种新型化学电源，具有工作电压高、重量轻、比容量高、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、安全可靠、绿色环保等突出优点，成为支撑电子产业技术的重要领域，已成为手机、笔记本电脑、数码相机、数码摄影机等电子装置小型轻量化的理想能源，也是未来动力汽车、电动工具等轻型高动力电池的首选电