[发明专利]一种镍基正极材料及其制备方法有效
| 申请号: | 202010339187.3 | 申请日: | 2020-04-26 |
| 公开(公告)号: | CN111477856B | 公开(公告)日: | 2023-05-05 |
| 发明(设计)人: | 何蕊;刘振法;张利辉;白薛;魏爱佳 | 申请(专利权)人: | 河北省科学院能源研究所 |
| 主分类号: | H01M4/36 | 分类号: | H01M4/36;H01M4/48;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/42 |
| 代理公司: | 石家庄国为知识产权事务所 13120 | 代理人: | 李坤 |
| 地址: | 050081 河北省石家*** | 国省代码: | 河北;13 |
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| 摘要: | |||
| 搜索关键词: | 一种 正极 材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种镍基正极材料,其特征在于,由位于内核的经类钙钛矿化合物体相掺杂的正极活性物质和包覆在所述正极活性物质表面的导电聚合物组成,
所述正极活性物质化学式为Li(NixCoyMnz)O2,其中,x+y+z=1,
所述类钙钛矿化合物通式为AnSr1-nFeO3,其中,A为稀土元素,n为0.1~0.8;
所述的镍基正极材料的制备方法,包括以下步骤:
S1:将镍钴锰前驱体、锂源和所述类钙钛矿化合物加入到有机溶剂中,调节pH至7~8并搅拌均匀,陈化,分离,干燥,得预混料;
S2:将所得预混料在氧气气氛下依次进行低温煅烧和高温煅烧处理,得到掺杂的正极活性物质;
S3:将所得掺杂的正极活性物质加入到有机溶剂中,缓慢加入所述导电聚合物,混合均匀,反应得到悬浊液;
S4:将所述悬浊液进行蒸发干燥后,置于氧气气氛下煅烧,得到镍基正极材料;
步骤S2中,低温煅烧温度为350-500℃,时间为3~5h;
所述稀土元素为镧、铈、镨、钕或钐中的一种;
所述导电聚合物为聚吡咯、聚苯胺或聚噻吩中的至少一种。
2.如权利要求1所述的镍基正极材料,其特征在于:所述类钙钛矿化合物与所述正极活性物质的质量比为0.1~5:100。
3.如权利要求1所述的镍基正极材料,其特征在于:所述导电聚合物与所述正极活性物质的质量比为0.1~5:100。
4.一种权利要求1至3任一项所述的镍基正极材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:将镍钴锰前驱体、锂源和所述类钙钛矿化合物加入到有机溶剂中,调节pH至7~8并搅拌均匀,陈化,分离,干燥,得预混料;
S2:将所得预混料在氧气气氛下依次进行低温煅烧和高温煅烧处理,得到掺杂的正极活性物质;
S3:将所得掺杂的正极活性物质加入到有机溶剂中,缓慢加入所述导电聚合物,混合均匀,反应得到悬浊液;
S4:将所述悬浊液进行蒸发干燥后,置于氧气气氛下煅烧,得到镍基正极材料。
5.如权利要求4所述的镍基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤S1中,陈化时间为20~30h;干燥温度为100~110℃,时间为3~5h。
6.如权利要求4所述的镍基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤S2中,高温煅烧温度为700~850℃,时间为8~12h,和/或
步骤S4中,煅烧温度为400~500℃,时间为3~5h。
7.如权利要求4或6任一项所述的镍基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤S2中,低温煅烧升温速率为2~4℃/s;高温煅烧升温速率为4~6℃/s,和/或
步骤S4中,煅烧升温速率为4~6℃/s。
8.如权利要求4所述的镍基正极材料的制备方法,其特征在于:步骤S3中,反应时间为4~6h。
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