申请/专利权人：兰州资源环境职业技术大学

申请日：2024-04-26

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118084086B

主分类号：C01G53/00

分类号：C01G53/00;H01M4/525;H01M4/505;H01M4/36;H01M10/0525

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2024.06.14#实质审查的生效;2024.05.28#公开

摘要：本发明公开了一种具有高容量、长循环寿命的核壳结构高镍锂电正极材料及其制备方法，所述制备方法包括浓度梯度结构前驱体预处理、锂盐预处理、前驱体与锂盐混合、一次高温固相烧结、包覆改性及二次高温固相烧结；所述锂电正极材料具有α‑NaFeO2层状结构，属R‑3m空间群，其化学式为LiNixCoyMnzMmO2，0.8≤x1，0y0.2，0z0.2，0m0.05，且x+y+z+m=1，M为Al、Mg、Zr、Ti、W、V、Mo、B、Y中的一种或几种。本发明制备方法从原料预处理、烧结工艺入手，实现了镍元素从核到壳由高到低的梯度变化、钴元素的含量保持不变、锰元素从核到壳由低到高的梯度变化，并通过掺杂包覆改性，能有效阻止材料副反应的发生和晶体结构的坍塌，提高了电池循环过程中的稳定性，放电比容量、循环寿命性能良好。

主权项：1.一种具有高容量、长循环寿命的核壳结构高镍锂电正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、浓度梯度结构高镍多元前驱体预处理：将浓度梯度结构高镍多元前驱体NixCoyMnzOH2与包含M元素的化合物混合均匀，在纯氧气气氛下进行预氧化，自然降温，进行筛分处理，得到NixCoyMnzMmO2氧化物粉末；所述M元素为Al、Mg、Zr、Ti、W、V、Mo、B、Y中的一种或几种，其中，0.80≤x1，0y0.2，0z0.2，0m0.05，且x+y+z+m=1；元素M与总过渡金属元素的摩尔比为0.03:1或0.02:1；所述预氧化温度为400~450℃，升温速率为2~3℃min；步骤二、锂盐预处理：将电池级单水氢氧化锂进行筛分处理，筛下物置于氮气气氛下进行预处理，自然降温，进行筛分处理，得到氢氧化锂粉末；所述预处理温度为200~220℃，升温速率为2~3℃min；步骤三、NixCoyMnzMmO2氧化物粉末和氢氧化锂粉末混合：按照分子式为LiNixCoyMnzMmO2的比例，将步骤一中NixCoyMnzMmO2氧化物粉末和步骤二中氢氧化锂粉末以摩尔比1:1.05~1.08充分混合均匀，得到混合物料；步骤四、混合物料一次高温固相烧结：将步骤三中混合物料置于箱式气氛电阻炉中，在纯氧气气氛下，进行多段式烧结；其中，低温段烧结：向炉内通入30~60Lh的氧气，以1~5℃min升温至300℃，然后以1~5℃min升温至480~560℃保温4~8h；高温段烧结：以1~5℃min升温至730~850℃，保温4~10h，然后以-0.3~-0.5℃min降温至650~550℃，随后自然降温到100℃以下，停止氧气通入，进行气流破碎机破碎和200~400目尼龙筛筛分处理，得到LiNixCoyMnzMmO2粉末；步骤五、将步骤四中LiNixCoyMnzMmO2粉末进行浆化、除磁性异物、分离、干燥、筛分处理，得到LiNixCoyMnzMmO2粉末；步骤六、将步骤五中LiNixCoyMnzMmO2粉末与含Al、Mg、Zr、Ti、W、V、Mo、B、Y一种或几种元素的化合物混合均匀，混合比为0.1wt%~0.5wt%，进行包覆改性，然后进行二次高温固相烧结，得到所述核壳结构高镍锂电正极材料；所述二次高温固相烧结是指，在纯氧气气氛下进行二次烧结，烧结温度为500~600℃，升温速率为2~3℃min，烧结时间为6~8h。

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百度查询： 兰州资源环境职业技术大学 一种具有高容量、长循环寿命的核壳结构高镍锂电正极材料及其制备方法

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