钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料及其制备方法_2

文档序号:9419215阅读:来源:国知局
其特征在于,包括以下步骤:
[0038]步骤一,采用共沉淀法制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料,其具体子步骤为:依次制备含锰原料、镍原料、钴原料的原料水溶液,碳酸钠水溶液,碳酸氢铵水溶液,再将原料水溶液、碳酸盐水溶液、铵盐水溶液三种溶液三相并流,经陈化、过滤,将过滤物与锂盐混合研磨成粉末,得到富锂锰基层状锂离子电池正极材料;
[0039]步骤二,采用共沉淀液相引入法制备钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料,其具体子步骤为:在富锂锰基层状正极材料的制备过程中,通过钨盐的水溶液引入钨元素,经热处理,得到钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料。
[0040]优选地,步骤一中,所述水浴加热的温度为50_70°C。
[0041]优选地,步骤二中,所述热处理为:在马弗炉中,空气气氛下800_950°C范围内煅烧 12-24ho
[0042]本发明制备的一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料,利用钨的良好导电性,改善了锂离子电池正极材料的电化学稳定性和倍率性能,显著提高了锂离子电池正极材料的电子电导率和循环稳定性。
【附图说明】
[0043]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0044]图1为实施例1的一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的扫描电镜图。
[0045]图2为实施例1的一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料在0.1C情况下前9次充放电曲线图。
[0046]图3为实施例4的一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的扫描电镜图。
[0047]图4为实施例4的一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料在0.1C情况下前8次充放电曲线图。
【具体实施方式】
[0048]下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明,但本发明不限于这些实施例。
[0049]实施例1
[0050]本发明的一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法,其具体步骤如下:
[0051](I)将甲酸锰 0.033moL、甲酸钴 0.008moL、甲酸镍 0.008moL、甲酸锂 0.075moL 依次溶于30mL乙二醇乙醚,再加入乙酰丙酮lg,在60°C水浴条件下,搅拌7h,生成富锂锰基层状锂离子电池正极材料;
[0052](2)称取0.00504moL五氯化钨溶于1mL水中,形成五氯化钨水溶液,再将五氯化钨水溶液加入到的富锂锰基层状锂离子电池正极材料中反应,得到一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料溶胶;
[0053](3)将得到的钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料溶胶先在100°C空气中干燥24h,再置于马弗炉中,900°C下加热16h,得到0.05moL钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料,其为粉末状,具有化学式为0.5Li2Mn03.0.5Li Mn0.333C00.333N10.333Ο2.WO3。
[0054]实施例2
[0055]本发明的一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法,其具体步骤如下:
[0056](I)将乙酸锰 0.020moL、乙酸钴 0.015moL、乙酸镍 0.015moL、乙酸锂 0.055moL 依次溶于30mL乙二醇乙醚中,再加入柠檬酸0.05moL,在50°C水浴条件下搅拌9h,生成富锂锰基层状锂离子电池正极材料;
[0057](2)称取钨酸铵0.0000042moL溶于1mL水中,形成钨酸铵水溶液,再将钨酸铵水溶液加入到富锂锰基层状锂离子电池正极材料中反应,得到一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料溶胶;
[0058](3)将得到的钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料溶胶先在100°C空气中干燥24h,再置于马弗炉中,800°C下加热24h,最后得到0.05moL钨改性富锂锰基层状正极材料,其为粉末状,具有化学式为0.1Li2MnO3.0.9Li Mn0.333C00.333N10.333Ο2.WO3。
[0059]实施例3
[0060]本发明的一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法,其具体步骤如下:
[0061 ] (I)分别称取硝酸锂0.095moL、硝酸锰0.046moL、硝酸镍0.0017moL、硝酸钴0.0017moL溶于30ml乙二醇乙醚,加入0.1moL草酸作络合剂,在70°C水浴条件下搅拌5h,生成富锂锰基层状锂离子电池正极材料;
[0062](2)称取0.00084moL的钨酸铵溶于1ml水中,形成钨酸铵水溶液,再将钨酸铵水溶液加入到的富锂锰基层状锂离子电池正极材料中反应,得到一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料溶胶;
[0063](3)将得到的钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料溶胶先在100°C空气中干燥24h,再置于马弗炉中,950°C下加热12h,得到0.05moL钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料,其为粉末状,具有化学式为0.9Li2Mn03.0.1Li Mn0.333C00.333N10.333Ο2.WO3。
[0064]实施例4
[0065]本发明的一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池次正极材料的制备方法,其具体步骤如下:
[0066](I)将硝酸锰0.033moL、硝酸镍0.008moL、硝酸钴0.008moL溶于80ml去离子水中;
[0067](2)称取六氯化妈0.0054moL溶于1ml水中,形成六氯化妈水溶液,再将六氯化妈水溶液加入含硝酸锰、硝酸镍、硝酸钴的去离子水中,形成透明溶液A ;
[0068](3)称取碳酸钠0.05moL溶于80mL去离子水中,形成碳酸钠水溶液B ;称取碳酸氢钱0.05moL溶于80mL去离子水中,形成碳酸氢钱水溶液C ;
[0069](4)将得到的透明溶液A、碳酸钠水溶液B、碳酸氢铵水溶液C三种溶液三相并流,控制流速,使其以相同的流速同时滴入装有少量氨水的PH为8的去离子水溶液中,同时在50°C水浴条件下剧烈搅拌,等滴定完后,继续剧烈搅拌5h后停止搅拌,陈化12h后过滤,得到沉淀物;
[0070](5)将得到的沉淀物烘干,再与碳酸锂0.038moL研磨,置于马弗炉中,900°C下加热16h,得到0.05moL钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料,其为粉末状,具有化学式为 0.5Li2Mn03.0.5Li Mn0.333Co0.333Ni0.33302.WO30
[0071]实施例5
[0072]本发明的一种钨改性富锂锰基层状正极材料的制备方法,具体步骤如下:
[0073](I)将硫酸锰0.020moL硫酸钴0.015moL、硫酸镍0.015moL依次溶于80mL去离子水中;
[0074](2)称取钨酸铵0.0000042moL溶于1ml水中,形成钨酸铵水溶液,再将钨酸铵水溶液加入含硫酸锰、硫酸钴、硫酸镍的去离子水中,形成透明溶液A ;
[0075](3)称取碳酸钠0.05moL溶于80mL去离子水中,形成碳酸钠水溶液B ;称取碳酸氢钱0.05moL溶于80mL去离子水中,形成碳酸氢钱水溶液C ;
[0076](4)将得到透明溶液A、碳酸钠水溶液B、碳酸氢铵水溶液C三种溶液三相并流,控制流速,使其以相同的流速同时滴入装有少量氨水的PH为8的去离子水溶液中,同时在50°C水浴条件下,剧烈搅拌,等滴定完后,继续剧烈搅拌5h后,停止搅拌,陈化12h后过滤,得到沉淀物;
[0077](5)将得到的沉淀物烘干,再与氢氧化锂0.055moL研磨,置于马弗炉中,800°C下加热24h,得到0.05moL钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料,其为粉末状,具有化学式为 0.1Li2MnO3.0.9Li Mn0.333Co0.333Ni0.33302.WO30
[0078]实施例6
[0079]本发明的一种钨改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法,具体步骤如下:
[0080](I)将醋酸锂 0.095moL、醋酸锰 0.046moL、醋酸镍 0.0017moL、醋酸钴 0.0017moL溶于80ml去离子水中;
[0081 ] (2)称取妈酸钱0.00084moL溶于1ml水中,形成妈酸钱水溶液,再将妈酸钱水溶液其加入含醋酸锰、醋酸镍、醋酸钴的去离子水中形成透明溶液A ;
[0082](3)称取碳酸钠0.05moL溶于80mL去离子水中,形成碳酸钠水溶液B ;称取碳酸氢钱0.05moL溶于80mL去离子水中,形成碳酸氢钱水溶液C ;
[0083](4)将得到透明溶液A、碳酸钠水溶液B、碳酸氢铵水溶液C三种溶液三相并流,控制流速,使其以相同的流速同时滴
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