一种铁钒协同掺杂的富锂锰基正极材料及其制备方法_3

文档序号:9789451阅读:来源:国知局
获得含儀钻儘=元的碳酸盐共沉淀前驱体。
[0040] (2)将得到的碳酸盐前驱体与化学计量比的氨氧化裡、碳酸裡、乙酸裡(氨氧化裡、 碳酸裡、乙酸裡摩尔比为2:1:1,按饥渗杂的富裡儘基正极材料化学式为基准,裡过量3%)混 合,同时加入碳酸盐前驱体摩尔比10%的五氧化二饥,加入少量的乙醇做分散剂,将前驱体、 氨氧化裡、碳酸裡、乙酸裡及渗杂元素一并球磨,控制转速为60化pm,球磨时间为地,得到混 合均匀的材料。
[0041] (3)将步骤(2)中得到的上述材料置于马弗炉中于空气状态下,W4°C/min的升溫 速率升溫至400°C预烧化,再W5°C/min的速率升溫至800°C赔烧化,冷却,研磨,过筛,即可 得到饥渗杂的山.05(1邮.38化0.28(:00.28)¥〇.1)〇2富裡儘基正极材料。将所得富裡正极材料按 实施例1相同的方式组装成扣式电池,在0.1 C倍率下首次放电比容量为231mAh/g,首次库仑 效率为72%,0.2C倍率下循环50次后,其放电比容量为186mAh/g,容量保持率为81%。
[0042] 实施例8 (1)向反应蓋中加入SOOmL 0.15mol/L的(NH4)2S04溶液作为反应底液;将Mn(N〇3)2、 NiS化? 6此0、Co(M)3)2 ? 6此0按摩尔比0.38:0.28:0.28的比例溶解到去离子水中,配制成 2.5mol/L的混合盐溶液;W1.5mol/L的氨水为络合剂,W2. Omol/L的碳酸钢溶液为沉淀剂, 将S者同时累入到含有(NH4)2S化为反应底液的反应蓋中,控制揽拌速度为lOOOrpm,控制反 应蓋的溫度在60°C,由在线Ph自动控制系统控制沉淀剂的流速,使反应体系的pH值在9.0, 同时控制混合盐溶液的流速为0.8mL/min,络合剂的流速为1.5mL/min,反应时间为化,通过 共沉淀反应制备出碳酸盐共沉淀前驱体。将沉淀物洗涂、过滤,并置于真空干燥箱中ll〇°C 干燥1化,获得含儀钻儘=元的碳酸盐共沉淀前驱体。
[0043] (2)将得到的碳酸盐前驱体与化学计量比的碳酸裡(按饥渗杂的富裡儘基正极材 料化学式为基准,裡过量3%)混合,同时加入碳酸盐前驱体摩尔比10%的S氯化铁,加入少量 的乙醇做分散剂,将前驱体、碳酸裡及渗杂元素一并球磨,控制转速为50化pm,球磨时间为 6h,得到混合均匀的材料。
[0044] (3)将步骤(2)中得到的上述材料置于马弗炉中于空气状态下,W4°C/min的升溫 速率升溫至500°C预烧化,再W5°C/min的速率升溫至850°C赔烧化,冷却,研磨,过筛,即可 得到饥渗杂的Lil.册(Mn日.38Ni日.28Co日.28)Fe日.l)02富裡儘基正极材料。将所得富裡正极材料按 实施例1相同的方式组装成扣式电池,在0.1 C倍率下首次放电比容量为236mAh/g,首次库仑 效率为75%,0.2C倍率下循环50次后,其放电比容量为190mAh/g,容量保持率为81%。
[004引实施例9 (1)向反应蓋中加入900mL 0 . Imol/L的(NH4)2S04溶液作为反应底液;将C姐6Mn04 ? 4出0、〔4此化04*4此0、化504*細20按摩尔比0.643:0.022:0.022的比例溶解到去离子水中, 配制成3mol/L的混合盐溶液;W2mol/L的氨水为络合剂,W2.0mol/L的碳酸钢溶液为沉淀 剂,将S者同时累入到含有(NH4)2S化为反应底液的反应蓋中,控制揽拌速度为1500rpm,控 制反应蓋的溫度在65°C,由在线地自动控制系统控制沉淀剂的流速,使反应体系的pH值在 7.0,同时控制混合盐溶液的流速为0.4mL/min,络合剂的流速为0.6mL/min,反应时间为4h, 通过共沉淀反应制备出碳酸盐共沉淀前驱体。将沉淀物洗涂、过滤,并置于真空干燥箱中 l00°C干燥1化,获得含儀钻儘=元的碳酸盐共沉淀前驱体。
[0046] (2)将得到的碳酸盐前驱体与化学计量比的碳酸裡、乙酸裡(碳酸裡、乙酸裡摩尔 比为2:1,按饥渗杂的富裡儘基正极材料化学式为基准,裡过量3%)混合,同时加入碳酸盐前 驱体摩尔比0.2%的五氧化二饥、0.3%偏饥酸锭,加入少量的乙醇做分散剂,将前驱体、碳酸 裡、乙酸裡(碳酸裡、乙酸裡及渗杂元素一并球磨,控制转速为60化pm,球磨时间为4h,得到 混合均匀的材料。
[0047] (3)将步骤(2)中得到的上述材料置于马弗炉中于空气状态下,W4°C/min的升溫 速率升溫至400°C预烧化,再W5°C/min的速率升溫至800°C赔烧化,冷却,研磨,过筛,即可 得到饥渗杂的1;[1.31(1]1日.643化日.日22〔0日.日22)¥日.日日日)〇2富裡儘基正极材料。将所得富裡正极材 料按实施例1相同的方式组装成扣式电池,在0.1 C倍率下首次放电比容量为231mAh/g,首次 库仑效率为71%,0.2C倍率下循环50次后,其放电比容量为182mAh/g,容量保持率为80%。
[004引 实施例10 (1)向反应蓋中加入SOOmL 0.3mol/L的NH姐C03溶液作为反应底液;将MnS04 ?出0、 。也化04*4此0、(:0504.7出0、(:0(側3)2*細20按摩尔比0.643:0.022:0.01:0.012的比例溶 解到去离子水中,配制成3mol/L的混合盐溶液;W4mol/L的氨水为络合剂,W4mol/L的碳酸 钢溶液为沉淀剂,将S者同时累入到含有NH祖0)3为反应底液的反应蓋中,控制揽拌速度为 SOOrpm,控制反应蓋的溫度在55°C,由在线地自动控制系统控制沉淀剂的流速,使反应体系 的抑值在8.5,同时控制混合盐溶液的流速为4mL/min,络合剂的流速为3mL/min,反应时间 为0.化,通过共沉淀反应制备出碳酸盐共沉淀前驱体。将沉淀物洗涂、过滤,并置于真空干 燥箱中120°C干燥化,获得含儀钻儘=元的碳酸盐共沉淀前驱体。
[0049] (2)将得到的碳酸盐前驱体与化学计量比的乙酸裡(按饥渗杂的富裡儘基正极材 料化学式为基准,裡过量3%)混合,同时加入碳酸盐前驱体摩尔比10%的偏饥酸锭,加入少量 的乙醇做分散剂,将前驱体、乙酸裡及渗杂元素一并球磨,控制转速为4(K)rpm,球磨时间为 5h,得到混合均匀的材料。
[0050] (3)将步骤(2)中得到的上述材料置于马弗炉中于空气状态下,W4°C/min的升溫 速率升溫至500°C预烧化,再W5°C/min的速率升溫至900°C赔烧化,冷却,研磨,过筛,即可 得到饥渗杂的1;[1.31(1]10.643化0.022〔00.022)¥〇.1)化富裡儘基正极材料。将所得富裡正极材料 按实施例1相同的方式组装成扣式电池,在0.1 C倍率下首次放电比容量为228mAh/g,首次库 仑效率为74%,0.2C倍率下循环50次后,其放电比容量为187mAh/g,容量保持率为82%。
[005。 实施例11 (1)向反应蓋中加入SOOmL 0.3mol/L的NH姐C03溶液作为反应底液;将MnS04 ?出0、 。也化04*4此0、(:0504.7出0、(:0(側3)2*細20按摩尔比0.643:0.022:0.01:0.012的比例溶 解到去离子水中,配制成3mol/L的混合盐溶液;W4mol/L的氨水为络合剂,W4mol/L的碳酸 钢溶液为沉淀剂,将S者同时累入到含有NH祖0)3为反应底液的反应蓋中,控制揽拌速度为 SOOrpm,控制反应蓋的溫度在55°C,由在线地自动控制系统控制沉淀剂的流速,使反应体系 的抑值在8.5,同时控制混合盐溶液的流速为4mL/min,络合剂的流速为3mL/min,反应时间 为0.化,通过共沉淀反应制备出碳酸盐共沉淀前驱体。将沉淀物洗涂、过滤,并置于真空干 燥箱中120°C干燥化,获得含儀钻儘=元的碳酸盐共沉淀前驱体。
[0052] (2)将得到的碳酸盐前驱体与化学计量比的乙酸裡(按饥渗杂的富裡儘基正极材 料化学式为基准,裡过量3%)混合,同时加入碳酸盐前驱体摩尔比5%的氯化亚铁、5%的氧化 亚铁,加入少量的乙醇做分散剂,将前驱体、乙酸裡及渗杂元素一并球磨,控制转速为 40化pm,球磨时间为化,得到混合均匀的材料。
[0053] (3)将步骤(2)中得到的上述材料置于马弗炉中于空气状态下,W4°C/min的升溫 速率升溫至500°C预烧化,再W5°C/min的速率升溫至900°C赔烧化,冷却,研磨,过筛,即可 得到饥渗杂的Lii.31 (Mn日.643Ni〇.〇22Co日.日22) Fe日.1)化富裡儘基正极材料。将所得富裡正极材料 按实施例1相同的方式组装成扣式电池,在0.1 C倍率下首次放电比容量为240mAh/g,首次库 仑效率为78%,0.2C倍率下循环50次后,其放电比容量为204mAh/g,容量保持率为85%。
[0054] 将实施例4-11与实施例1对比可知,在渗杂量相同的情况下,单一Fe或者V渗杂不 如化和V两种元素协同渗杂对材料放电容量及首次库仑效率的改善明显,且二者的协同作 用也提高了电池的循环寿命,证明我们所发明改性方式的优越性。
[005引 实施例12 (1)向反应蓋中加入SOOmL 0.2mol/L的(NH4)2S04溶液作为反应底液;将C姐6Mn04 ? 4此0、〔4此化04?4此0、(:0(顯3)2.6此0按摩尔比0.38:0.28:0.28的比例溶解到去离子水中, 配制成0.5mol/L的混合盐溶液;W3mol/L的氨水为络合剂,W6. OmoVL的碳酸钢溶液为沉 淀剂,将S者同时累入到含有(NH4)2S化为反应底液的反应蓋中,控制揽拌速度为lOOOrpm, 控制反应蓋的溫度在70°C,由在线地自动控制系统控制沉淀剂的流速,使反应体系的pH值 在10,同时控制混合盐溶液的流速为2mL/min,络合剂的流速为0.2mL/min,反应时间为化, 通过共沉淀反应制备出碳酸盐共沉淀前驱体。将沉淀物洗涂、过滤,并置于真空干燥箱中 115°C干燥lOh,获得含儀钻儘=元的碳酸盐共沉淀前驱体。
[0056] (2)将得到的碳酸盐前驱体与化学计量比的氨氧化裡、乙酸裡(氨氧化裡、乙酸裡 摩尔比为1:1,按饥渗杂的富裡儘基正极材料化学式为基准,裡过量3%)混合,同时加入碳酸 盐前驱体摩尔比0.5%的五氧化二饥,0.2%的氯化亚铁,加入少量的乙醇做分散剂,将前驱 体、氨氧化裡、乙酸裡及渗杂元素一并球磨,控制转速为6(K)巧m,球磨时间为地,
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