一种高温稳定性镍钴锰酸锂复合电极及其制备方法与应用与流程

文档序号:14732049发布日期:2018-06-19 19:42阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高温稳定性镍钴锰酸锂复合电极材料,其特征在于:所述高温稳定性镍钴锰酸锂复合电极为核壳结构,镍钴锰酸锂为原核,所述镍钴锰酸锂的表面包覆二维纳米材料,所述二维纳米材料的外表面包覆磷酸铁锂,

其中,所述二维纳米材料包括磷酸氧钒、二硫化钒、二硫化钨和锗烯中的一种或几种的 组合。

2.根据权利要求1所述的一种高温稳定性镍钴锰酸锂复合电极材料,其特征在于:所述镍钴锰酸锂为球形结构,镍钴锰酸锂粒径为80nm-150nm;所述磷酸铁锂为球形结构,磷酸铁锂粒径小于80nm。

3.根据权利要求1所述的一种高温稳定性镍钴锰酸锂复合电极材料,其特征在于:所述镍钴锰酸锂、二维纳米材料和磷酸铁锂的质量比为(90-95):(3-5):(2-5)。

4.权利要求1-3任一项所述的高温稳定性镍钴锰酸锂复合电极材料的制备方法,其包括以下步骤:

步骤一:将纳米级球形结构的镍钴锰酸锂材料超声分散在聚乙烯吡咯烷酮的水溶液中,形成第一混合液;

步骤二:将纳米二维材料超声分散在有机溶剂中,然后加入硅烷偶联剂,形成第二混合液;

步骤三:将所述第二混合液逐滴加入所述第一混合液中,然后在60℃-80℃温度下边搅拌边蒸发溶剂,得到预包覆的镍钴锰酸锂材料;

步骤四:将FePO4和锂源按照Fe:Li=(1-1.05):1的摩尔比加入去离子水中,球磨5-10h,得到LiFePO4原液浆料;

步骤五:将所述预包覆的镍钴锰酸锂材料加入所述LiFePO4原液浆料中,搅拌2-5h,然后喷浆干燥,得到高温稳定性镍钴锰酸锂复合电极材料前驱体;所述喷浆干燥的加热温度为200 ℃-300℃,喷出温度小于100℃;

步骤六:将所述高温稳定性镍钴锰酸锂复合电极材料前驱体在350℃-550℃温度下保温3- 5h,然后在550℃-750℃温度下煅烧3-5h,得到高温稳定性镍钴锰酸锂复合电极材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:在所述步骤一中,所述纳米级球形结 构的镍钴锰酸锂材料通过以下步骤制备:

将镍源、钴源和锰源溶解在去离子水中,然后加入氨水,调节pH为7.5-9.0;在50-90℃ 温度下加入锂源,然后80℃-100℃下真空干燥10h-16h,得到粉末;将所述粉末研磨,随后置 于保护气中在700℃-800℃温度下煅烧4h-6h,得到纳米级球形结构的镍钴锰酸锂材料;其中,所述镍源、钴源、锰源和锂源按照Ni:Co:Mn:Li=1:1:1:(3-3.1)的摩尔比配比。

6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:在所述步骤四中,所述FePO4和锂源质量之和与所述去离子水的质量比为1:(5-10)。

7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述第一混合液中,所述纳米级球形结构的镍钴锰酸锂材料的质量浓度为20-35%;所述第二混合液中,所述纳米二维材料的质 量浓度为5-10%。

8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述有机溶剂包括乙醇、正丁醇、乙二 醇、异丙醇和丙酮中的一种或几种的组合。

9.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:所述镍源包括硫酸镍、硝酸镍、乙酸镍、柠檬酸镍、氨基磺酸镍和卤化镍中的一种或几种的组合;所述钴源包括硫酸钴,乙酸钴,硝酸钴、柠檬酸钴、卤化钴中的一种或几种的组合;所述锰源包括硫酸锰、乙酸锰、硝酸锰、柠檬酸锰和卤化锰中的一种或几种的组合;所述锂源包括碳酸锂、硫酸锂、硝酸锂、乙酸锂、柠檬酸锂、和卤化锂中的一种或几种的组合。

10.一种锂离子电池,其特征在于:所述锂离子电池采用权利要求1-3任一项所述的高温稳定性镍钴锰酸锂复合电极材料作为正极。

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