一种新型梯度掺杂正极材料及其制备方法与流程

文档序号:14913463发布日期:2018-07-11 00:03阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种新型梯度掺杂正极材料,其特征在于所述正极材料为具有Ni梯度掺杂的钴酸锂颗粒,中位径D50为5~25μm,具有α-NaFeO2层状结构,从核心到表面Ni含量逐渐增加,同时Co含量逐渐减少,平均组成化学式为Li1+xCo1-yNiyO2±z,其中,-0.1≤x≤0.1,0≤y≤0.2,-0.1<z≤0.1。

2.根据权利要求1所述的新型梯度掺杂正极材料,其特征在于所述的Ni掺杂量占材料总重量的0.1%~20%;优选的,上述的新型梯度掺杂正极材料,所述的Ni掺杂量占材料总重量的2%~5%。

3.根据权利要求1所述的新型梯度掺杂正极材料,其特征在于所述的新型梯度掺杂正极材料的制备方法包括以下步骤:

(1)按照一定比例分别制备钴盐溶液、镍盐溶液和碱溶液,其中钴盐溶液放入带有搅拌装置的容器中;沉淀反应过程中,将镍盐溶液按一定流速逐渐加入到钴盐溶液中,搅拌得到混合盐溶液;同时,混合盐溶液、碱溶液、络合剂分别按一定流速并流进入反应釜中进行反应,最终形成平均化学式为Co1-yNiy(OH)2±z的氢氧化物,其中0≤y≤0.2,-0.1<z≤0.1;该氢氧化物具有一定浓度梯度的Ni掺杂,且从内核核心到表面Ni含量逐渐增加;

(2)控制溶液pH=9~12,反应温度40~80℃,在惰性气氛下搅拌,反应5~20h,得到前驱体浆料;

(3)将前驱体浆料过滤、洗涤、烘干;

(4)将步骤(3)得到的产物与锂源进行充分混合;

(5)大气、干燥空气或氧气烧结气氛下,烧结2 ~ 20h,控制烧结温度800 ~ 1050℃,冷却、破碎得到最终产物。

4.根据权利要求3所述的新型梯度掺杂正极材料,其特征在于新型梯度掺杂正极材料的制备方法步骤(1)所述钴盐为硫酸钴、硝酸钴、醋酸钴、氯化钴中的一种或其中几种。

5.根据权利要求3所述的新型梯度掺杂正极材料,其特征在于新型梯度掺杂正极材料的制备方法步骤(1)所述锰盐为硫酸镍、硝酸镍、醋酸镍、氯化镍中的一种或其中几种。

6.根据权利要求3所述的新型梯度掺杂正极材料,其特征在于新型梯度掺杂正极材料的制备方法步骤(1)所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种。

7.根据权利要求3所述的新型梯度掺杂正极材料,其特征在于新型梯度掺杂正极材料的制备方法步骤(3)所述烘干的温度为120℃,烘干时间为5~10h。

8.根据权利要求3所述的新型梯度掺杂正极材料,其特征在于新型梯度掺杂正极材料的制备方法步骤(4)所述锂源是碳酸锂、氢氧化锂中的一种或两种。

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