锂离子电池复合包覆正极材料及其制备方法
2019-11-22

锂离子电池复合包覆正极材料及其制备方法

本发明公开了一种锂离子电池复合包覆正极材料及其制备方法,要解决的技术问题是提高锂离子电池正极材料的电化学性能。本发明材料以Li0.8~1.2Ni0.7Co0.2Mn0.1O2、Li0.8~1.2Ni0.8Co0.1Mn0.1O2或Li0.8~1.2Ni0.9Co0.05Mn0.05O2为基体,晶体结构为六方晶系,基体表面包覆有占基体质量比1~20%的梯度功能材料层,其制备方法包括:粉体制作、原料混合、烧结、表面包覆、热处理、包覆有机物。本发明与现有技术相比,制备的正极材料与金属锂片组装成模拟电池,以0.3C的充放电电流密度充放电,充放电电压为2.5~4.2V时,放电容量大于190mAh/g,首次库仑效率达到90%,循环100周后的容量保持率大于95%,工艺简单,成本低,适宜于大规模工业化生产。

制备得到的锂离子电池复合正极材料为球形长短轴为5〜40μm的类球形、平均粒度d50=9.64μm,比表面积为0.586m2/g,振实密度为2.28g/ml。

七、研磨过325目筛,得到粒度为5〜40μm的锂离子电池复合正极材料。

实施例4,一、先配制好4mol/L浓度的氢氧化钠碱溶液,配制4mol/L摩尔比为9:5:5的硝酸镍、硝酸钴、硝酸锰溶液,同时配制浓度为整个溶液质量6wt%的氨水和乙二醇的混合溶液,将配制好的各溶液以60L/h的流速同时加入到反应釜中,并进行连续搅拌使生成均一沉淀,通过控制碱溶液滴加速度来调节溶液PH值在10.6。将沉淀出来的粉体在真空抽滤机中过滤、洗涤,测量过滤液的PH值在5左右,并用硝酸钡滴定过滤液,当不出现明显沉淀时过滤结束;然后将洗涤好的沉淀物在真空干燥箱中,80°C下将粉体干燥12h。

制备得到的锂离子电池复合正极材料为球形为球形、长短轴为8.5μπι的近似球形、平均粒度d50=9.14μm,比表面积为0.526m2/g,振实密度为2.20g/m。

实施例5,一、先配制好2mol/L浓度的氢氧化钠碱溶液,配制2mol/L摩尔比为9:5:5的硝酸镍、硝酸钴、硝酸锰溶液,同时配制浓度为整个溶液质量4wt%的氨水和乙二胺的混合溶液,将配制好的各溶液以60L/h的流速同时加入到反应釜中,并进行连续搅拌使生成均一沉淀,通过控制碱溶液滴加速度来调节溶液PH值在11。过滤、洗涤(同实施例2),然后将洗涤好的沉淀物在红外干燥箱中,100°C下将粉体干燥12h。

图3-1是本发明实施例1制备的成品在1000倍下的扫描电镜照片。

模拟电池的电化学性能测试在深圳新威尔电池检测系统上进行(实施方法同实施例1),以0.3C的充放电电流密度充放电,充放电电压为2.5〜4.2V时,最大放电容量为188.16mAh/g,首次库仑效率分别为84.1%,循环100周后的容量保持率90.9%。

图3-2是本发明实施例1制备的成品在3000倍下的扫描电镜照片。

实施例7,一、先配制好lmol/L浓度的氢氧化钠碱溶液,配制lmol/L摩尔比为7:2:1的硝酸镍、硝酸钴、硝酸锰溶液,同时配制浓度为整个溶液质量8衬%的氨水和乙二醇的混合溶液,将配制好的各溶液以60L/h的流速同时加入到反应釜中,并进行连续搅拌使生成均一沉淀,通过控制碱溶液滴加速度来调节溶液PH值在10.2。将沉淀出来的粉体在真空抽滤机中过滤、洗涤,测量过滤液的PH值在5左右,并用硝酸钡滴定过滤液,当不出现明显沉淀时过滤结束;然后将洗涤好的沉淀物在真空干燥箱中,100°C下将粉体干燥12h。