[发明专利]一种正极材料的电化学性能调控方法在审

专利信息
申请号: 202210327023.8 申请日: 2022-03-30
公开(公告)号: CN114956200A 公开(公告)日: 2022-08-30
发明(设计)人: 陈占军;彭秧锡;胡传跃;钟洪彬;阳湘琳;卢玉厚;肖雷 申请(专利权)人: 湖南人文科技学院
主分类号: C01G53/00 分类号: C01G53/00;H01M4/505;H01M10/0525
代理公司: 长沙智嵘专利代理事务所(普通合伙) 43211 代理人: 刘宏
地址: 417000 湖*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 正极 材料 电化学 性能 调控 方法
【说明书】:

发明属于锂电池正极材料领域,尤其涉及一种正极材料的电化学性能调控方法。所述方法包括以下步骤:得到正极材料的前驱体,所述前驱体为(Ni0.5Mn1.5)(OH)4,所述前驱体的一次颗粒为具有预定厚度的片状结构;将所述前驱体与锂盐进行第一混合,并进行烧结,得到指定形貌的所述正极材料,以实现对所述正极材料电化学性能的调控。通过控制前驱体的一次颗粒的厚度,精确调控正极材料的形貌为指定形貌,通过使正极材料具有指定形貌,从而使正极材料具有相应的电化学性能,实现正极材料的电化学性能的可调节,避免了包覆、掺杂、纳米化等方法带来的能量密度损失或副反应发生。

技术领域

本发明属于锂电池正极材料领域,尤其涉及一种正极材料的电化学性能调控方法。

背景技术

锂离子电池由于具有很高的能量密度,是储能和电动汽车(EV)领域中最具竞争力的产品之一。尖晶石LiNixMn2-xO4(0≤x≤1),尤其是LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)作为锂离子电池极材料被认为是下一代最具竞争力的候选材料,因可以提供比只含锰的LiMn2O4尖晶石更高的容量和放电电压。然而,块状正极材料仍存在一些缺点,如:1)与LiMn2O4材料相比,由于晶胞参数较小,倍率性能较差;2)由于Mn的歧化反应(2Mn3+→Mn2++Mn4+),循环过程中容量衰减严重。传统的电化学性能改善方法有包覆、掺杂、纳米化等方法。但这些方法又会带来新的问题,如电化学惰性材料的引入会降低能量密度、纳米材料的高活性带来潜在的副反应风险。

发明内容

本申请提供了一种正极材料的电化学性能调控方法,以解决现有前驱体无法精确调控生成性能可调的LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的技术问题。

本申请提供了一种正极材料的电化学性能调控方法,所述方法包括以下步骤:

得到正极材料的前驱体,所述前驱体为(Ni0.5Mn1.5)(OH)4,所述前驱体的一次颗粒为具有预定厚度的片状结构;

将所述前驱体与锂盐进行第一混合,并进行烧结,得到指定形貌的所述正极材料,以实现对所述正极材料电化学性能的调控。

可选的,所述预定厚度包括第一厚度和第二厚度,所述第一厚度为0-0.05μm,所述第二厚度为0.1-2μm。

可选的,所述指定形貌包括正八面体和六方纳米片。

可选的,所述六方纳米片包括裸露(110)晶面和裸露(100)晶面,和/或,所述正八面体为裸露(111)晶面。

可选的,所述六方纳米片的生成时间≥12h。

可选的,所述得到正极材料的前驱体,具体包括:

将沉淀剂、氨水和络合剂、镍源和锰源进行第二混合,得到混合溶液;

将所述混合溶液进行共沉淀反应,得到正极材料的前驱体。

可选的,所述氨水中,NH4+离子的摩尔浓度为0.75-1moldm-3

可选的,所述混合溶液的pH值为10-11。

可选的,所述第二混合时的搅拌速率为800-1200rpm。

可选的,所述混合溶液中,Mn和Ni的摩尔比为2.5-3.5:1。

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