[发明专利]一种利用水解法生产固态锂电池关键材料的方法

说明书

本发明公开了一种利用水解法生产固态锂电池关键材料的方法，包括以下步骤：溶解：将制备正极材料所需的金属材料和溶剂按照1:2的比例加入到溶解釜中，加热温度在50℃‑100℃范围内，溶解过程中保持机械搅拌，充分溶解形成溶液；反应：过滤和洗涤；水解；干燥；煅烧：干燥后的前驱物在高温炉中煅烧，煅烧温度为500至700℃范围之间，煅烧时间为5‑15小时，反应形成目标产物，通过温度控制产物的比表面积和物相，保证产物的活性和纯度。优点是：此方法生产的产品性能更加优异；能大规模生产，解决了材料一致性问题，而且生产出来的纳米固态电解质一次颗粒形貌均一。

技术领域

本发明涉及锂电池材料等领域，尤其涉及了一种利用水解法生产固态锂电池关键材料的方法。

背景技术

面对与日俱增的能源危机和环境污染，人们逐渐将注意力集中在清洁新能源领域。世界各国都兴建了大规模的太阳能、风能等新能源电站以供科学研究和能源生产。然而对比煤、石油、天然气等传统石化能源，新能源大多存在着不易储存、不稳定、不能直接转运到使用地的缺点，解决这些问题的最佳解决方案是通过将可再生能源转化为电能，并将电能进行储存或传输到使用地，而达到长久、异地使用的目的。在各类储能器件中，锂离子电池由于能量密度大，稳定性高，循环寿命长等优势备受人们关注。尽管发展历史较短，但锂电池已经被广泛应用于移动通讯、数码产品、无人机等各个领域，现已推广至储能和电动汽车领域，并极有可能成为电动汽车的主要动力来源。

然而，现阶段广泛使用的液态锂电池具有高度的易燃性，当电池处于高温、短路、过充或者物理损伤时，极易引发火灾和爆炸。将有机液态电解液更换为不可燃或不易燃的固态电解质，可以从源头上解决锂离子电池的安全问题。使用固态电解质的电池可以在更高和更低的温度下使用，同时避免因电极表面生成固态电解质界面层(SEI)而引起的容量损失和循环寿命衰减。但是，目前市场的固态电解质材料只是小批量的供应，材料一致性很难得到保障，严重阻碍了固态锂电池的发展。

发明内容

本发明的目的是：针对上述不足，提供一种利用水解法生产固态锂电池关键材料的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种利用水解法生产固态锂电池关键材料的方法，包括以下步骤：

步骤一：溶解：将制备正极材料所需的金属材料和溶剂按照1:2的比例加入到溶解釜中，加热温度在50℃-100℃范围内，溶解过程中保持机械搅拌，充分溶解形成溶液；

步骤二：反应：将上述溶液和氨水分别以喷雾形式加入反应釜中，控制上述溶液和氨水流量比为1:1-1.6:1，保证反应釜中溶液pH在7.8-10.5范围内，反应过程需在密闭釜中进行，并且保持机械搅拌保证反应产物充分混合；

步骤三：过滤和洗涤：利用过滤洗涤机将上述反应之后前驱物充分洗涤3-5次，每次清洗溶剂质量为前驱物质量5-20倍，以此清除前驱物硝酸根、氯离子或硫酸根离子，保证前驱物的纯度；

步骤四：水解：洗涤后的前驱物加入密闭的水解釜中，加入质量比在1-5倍的溶剂，加热温度在100℃至230℃范围之间，水解过程保持机械搅拌，水解时间在15-24小时，保证前驱物被完全水解；

步骤五：干燥：水解之后前驱物经过喷雾干燥；

步骤六：煅烧：干燥后的前驱物在高温炉中煅烧，煅烧温度为500至700℃范围之间，煅烧时间为5-15小时，反应形成目标产物，通过温度控制产物的比表面积和物相，保证产物的活性和纯度。

所述溶剂为超纯水、无水乙醇、异丙醇中的一种或几种混合。