一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法与流程

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本发明涉及电池领域,涉及一种电池正极材料的制备方法,尤其涉及一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法。



背景技术:

自20世纪90年代日本SONY公司发行了全球首款商用锂离子二次电池后,锂离子电池得到了迅速的发展,尤其是正极材料,从钴酸锂(LiCoO2)、尖晶石结构的锰酸锂(LiMn2O4),橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO4)到层状多元氧化物(LiCoxNiyMn1-x-yO2、x+y≤1和LiCo0.2Ni0.8O2、LiCo0.2Ni0.75Al0.05O2等),无论是商业应用还是科学研究,都掀起了一股研究的热潮。随着应用范围越来越广泛,人们对锂离子电池的要求也在不断提高:高能量密度,长循环寿命,倍率性能,高安全性能,一致性等,尤其在动力电池的应用上提出了更高的要求。

根据目前的研究,正极材料的表面状态对于电池的性能有着重要的影响:正极材料中的金属离子在循环的过程中会与电解液中的组分发生化学反应,进而导致循环性能变差,高温存储以及安全性能等问题出现,针对以上的问题,在技术上采取在正极材料表面包覆一层金属氧化物的手段来阻止电解液与正极材料中的金属离子发生反应。

CN 102315430 B公开了一种锂离子电池正极材料包覆金属氧化物的制备方法,提出了使用表面活性剂诱导金属氧化物包覆的方法。CN 104143633 A公开了元素微乳化包覆法制成的正极材料、制法及应用,提出了使用制备包覆金属氧化物微乳液,然后与基材正极材料进行混合、烧结后得到金属氧化物包覆的正极材料。目前公开发表的专利技术中,经过金属氧化物包覆后的正极材料的性能有较大的提升;液相包覆法虽然能够达到均匀包覆的目的,但其工艺复杂,基体与包覆液混合后需要进行固液分离处理,能耗较大,不易实现产业化。

在毛细撞击流反应器合成富锂锰基正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2的研究(张茜,优秀硕士研究生学位论文)中采用毛细撞击流反应器,进料速度为80mL/min下,反应物料中的氨水浓度为0.28mol/L时,将反应溶液在650r/min的转速下持续搅拌30min进行反应,最后在950℃的空气中锻烧20h后在马弗炉内进行冷却制得Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2。但是,该方法使用的毛细管撞击流反应器的生产效率低,且碰撞维度小,包覆均匀度差。

CN 101465418 A公开了一种锂离子二次电池用正极复合材料的制备方法,该方法通过将第一介质流和第二介质流以向上的喷射方向进行旋转喷射形成撞击流,并且第一介质流的旋转方向与第二介质流的旋转方向相反,在这种状态下,旋转方向相反的包覆材料前驱体颗粒和正极活性物质颗粒进行高速旋转碰撞,能够使包覆材料前驱体颗粒均匀的包覆在正极活性物质颗粒的表面;并且,包覆后的正极活性物质颗粒受到重力的作用和下方的强气流作用发生循环流动,再次与下方喷出包覆材料前驱体颗粒发生碰撞,进一步加强了包覆的效果,从而使正极活性物质和电解液隔离开来。但是,该方法需要将二氧化碳气体转化为超临界状态,再对正极材料和包覆材料进行负载,一方面将二氧化碳转换为超临界态需要消耗大量的能量,另一方面需要对现有装置进行改装才可以满足生产需求,且超临界态稳定性差,对装置的条件要求高。

可见,现有技术中电池正极材料的金属氧化物的包覆方法都较为复杂,耗能高,设备改装繁琐,不易进行工业化生产,且现有技术的包覆率低,包覆均匀度差。因此,为了解决上述问题,研究一种新的金属氧化物包覆的电池正极材料的制备方法十分重要。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本发明提供一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述制备方法采用气流磨进行撞击流的方式进行包覆,提高了金属氧化物对电池正极材料的包覆率以及包覆均匀度,且制备方法工艺简单,可进行工业化生产。

为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将正极材料基材与包覆液在气流磨中,采用撞击流的方式进行包覆,得到包覆材料前驱体;

(2)将步骤(1)得到的所述包覆材料前驱体进行烧结,得到金属氧化物包覆电池正极材料。

本发明选择气流磨作为电池正极材料撞击流式包覆金属氧化物的设备,一方面可以通过气流磨对正极材料以及包覆液的粉碎作用,使正极材料与包覆液充分接触,均匀包覆,并能控制产物粒度分布,另一方面可以通过调节气流磨的各项参数来控制包覆过程,进而控制产物的性质,同时免去了对现有设备的改装,简化了包覆工艺。

以下作为本发明优选的技术方案,但不作为本发明提供的技术方案的限制,通过以下技术方案,可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述正极材料基材包括LiCoO2,LiFePO4,LiMnPO4,LiFexMn1-xPO4,LiNiO3,LiMn2O4,LiNixCo1-xO2或LiNixCoyM1-x-yO2中任意一种或至少两种的组合,其中0<x<1,0<y<1,0<x+y<1,M包括Mn、Al、Mg、Ga、Ca、Fe、La、Ce、Pr、Nd、Y或Sc中的任意一种或至少两种的组合,优选为LiMn2O4,LiNixCo1-xO2或LiNixCoyM1-x-yO2中任意一种或至少两种的组合,其中0<x<1,0<y<1,0<x+y<1,M包括Mn、Al、Mg、Ga、Ca、Fe、La、Ce、Pr、Nd、Y或Sc中的任意一种或至少两种的组合。

其中所述正极材料的组合典型但非限制性实例有:LiCoO2和LiFePO4的组合、LiFePO4和LiMnPO4的组合、LiMnPO4和LiFexMn1-xPO4的组合、LiFexMn1-xPO4和LiNiO3的组合、LiNiO3和LiMn2O4的组合、LiMn2O4和LiNixCo1-xO2的组合或LiNixCo1-xO2和LiNixCoyM1-x-yO2的组合等;所述M的组合典型但非限制性实例有:Mn和Al的组合、Mg和Ga的组合、Ca和Fe的组合、La和Ce的组合、Pr和Nd的组合、Y和Sc的组合或Mn、Al和Mg的组合等。

其中所述x可以是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9等;所述y可以是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9等;但并不仅限于所列举的数值,以上各数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用。

作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述包覆液包括溶质、溶剂、稳定剂和润湿剂。

作为本发明优选的技术方案,所述溶剂为醇类溶剂。

优选地,所述醇类溶剂包括无水乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇或2-丁醇中任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:无水乙醇和正丙醇的组合、正丙醇和异丙醇的组合、正丁醇和异丁醇的组合、叔丁醇和2-丁醇的组合、无水乙醇和正丙醇的组合、正丁醇和叔丁醇的组合或无水乙醇、正丙醇和正丁醇的组合等。

优选地,所述溶质为金属有机物。

优选地,所述金属有机物包括异丙醇铝、钛酸丁酯、钛酸乙酯、硬脂酸铝、柠檬酸铝、水杨酸铝、酒石酸铝或异丙醇锆中任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:异丙醇铝和钛酸丁酯的组合、钛酸丁酯和钛酸乙酯的组合、钛酸乙酯和硬脂酸铝的组合、硬脂酸铝和柠檬酸铝的组合、柠檬酸铝和水杨酸铝的组合、水杨酸铝和酒石酸铝的组合、酒石酸铝和异丙醇锆的组合或异丙醇铝、钛酸丁酯和钛酸乙酯的组合等。

优选地,所述稳定剂包括浓盐酸、冰醋酸、无水乙醇、乙二醇胺或次磷酸钠中任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:浓盐酸和冰醋酸的组合、冰醋酸和无水乙醇的组合、无水乙醇和乙二醇的组合、乙二醇胺和次磷酸铵的组合或冰醋酸、无水乙醇和乙二醇胺的组合等。

优选地,所述润湿剂包括二甲基硅油。

本发明中在包覆液中添加稳定剂是因为,溶剂中难免会有少量水分存在,而金属有机物遇水会发生水解反应,加入稳定剂来抑制金属有机物的水解;而加入润湿剂的目的是为了使包覆液更容易包覆到正极材料的颗粒上,增加包覆率,提高包覆均匀度。

作为本发明优选的技术方案,所述溶剂与所述润湿剂的质量比为(10~50):100,如10:100、15:100、20:100、25:100、30:100、35:100、40:100、45:100或50:100等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,优选为(20~40):100。

优选地,所述溶质与所述润湿剂的质量比为(1.3~30):100,如1.3:100、1.5:100、2:100、5:100、8:100、10:100、12:100、15:100、18:100、20:100、22:100、25:100、28:100或30:100等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,进一步优选为(10~20):100。

优选地,所述稳定剂与所述润湿剂的质量比为(8~27):100,如8:100、9:100、10:100、12:100、15:100、18:100、20:100、22:100、25:100或27:100等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,进一步优选为(10~20):100。

作为本发明优选的技术方案,所述正极材料基材与所述包覆液的质量比为100:(0.5~10),如100:0.5、100:1、100:1.5、100:2、100:3、100:4、100:5、100:6、100:7、100:8、100:9或100:10等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,优选为100:(5~10)。

作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述气流磨中锆片分级轮的转速为1000~10000rpm,如1000rpm、2000rpm、3000rpm、4000rpm、5000rpm、6000rpm、7000rpm、8000rpm、9000rpm或10000rpm等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用。

优选地,步骤(1)所述气流磨的进料速度为20~300rpm,如20rpm、50rpm、80rpm、100rpm、120rpm、150rpm、180rpm、200rpm、220rpm、250rpm、280rpm或300rpm等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用。

优选地,步骤(1)所述气流磨的气流压力为0.2~1.2MPa,如0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1.0MPa、1.1MPa或1.2MPa等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用。

优选地,步骤(1)所述气流磨的气流流量为3~15m3/min,如3m3/min 4m3/min5m3/min、6m3/min、7m3/min、8m3/min、9m3/min、10m3/min、11m3/min、12m3/min、13m3/min、14m3/min或15m3/min等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用。

优选地,步骤(1)所述气流磨的气流含水量为0.01~0.2%,0.01%、0.02%、0.05%、0.08%、0.1%、0.12%、0.15%、0.18%或0.2%等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用。

粉体正极材料基体与高润湿性的包覆液混和,通过锆片分级轮的作用,增强粉体正极材料的流动性和分散性,并能够控制接触时间;若锆片分级轮的转速低于1000rpm,会降低正极材料在气流磨中的分散性,造成正极材料粉体与润湿液接触时间变短,降低了包覆率,若锆片分级轮的转速大于10000prm,会造成正极材料粉体流速过快,降低了正极材料粉体与包覆液的碰撞强度,降低了包覆率。通过压缩空气的加速作用使粉体正极材料之间加速撞击接触,达到包覆液均匀包覆的目的,同时,控制压缩空气的压力,可以控制产物的粒度分布,若气流磨的气流压力小于0.2MPa,会使正极材料粉体之间的碰撞不充分,使包覆液的包覆均匀度下降,若气流磨的气流压力大于1.2MPa,会造成产物的颗粒度过小,造成后续加工的困难。

优选地,所述正极材料基材与所述包覆液在所述气流磨中撞击时的温度为50~100℃,如50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用。

优选地,所述撞击进行的时间为2~10min,如2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min或10min等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用。

优选地,所述撞击的速度为1.5~4马赫数,如1.5马赫数、2马赫数、2.5马赫数、3马赫数、3.5马赫数或4马赫数等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用。

作为本发明优选的技术方案,步骤(2)所述烧结的温度为400~1200℃,如400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃或1200℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,优选为600~900℃。

优选地,所述烧结的时间为2~20h,如2h、5h、8h、10h、12h、15h、18h或20h等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内包含的其他未列举的数值也同样适用,进一步优选为6~12h。

优选地,所述烧结在保护气体的保护下进行。

优选地,所述保护气体包括惰性气体、空气或氧气中任一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:惰性气体与空气的组合、惰性气体与氧气的组合、空气与氧气的组合或惰性气体、氧气与空气的组合等。

本发明提供一种电池正极材料,所述电池正极材料由上述制备方法制备得到。

本发明提供一种电池,所述电池由上述电池正极材料制备的正极片、负极片、隔膜以及电解液组装得到。

与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:

(1)本发明提供的一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述制备方法增强了粉体正极材料的流动性和分散性,通过压缩空气的加速作用使粉体正极材料之间加速撞击接触,提高了包覆液对正极材料的报复率以及包覆的均匀度,进而提高了金属氧化物对正极材料的报复率以及包覆均匀度。

(2)本发明提供的一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述制备方法可以控制包覆液与正极材料的接触时间,还可通过控制压缩空气的压力来控制产物的粒度分布。

(3)本发明提供的一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述制备方法工艺简单,可用于工业化生产。

(4)本发明提供的一种电池,所述电池包括由本发明提供的种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法制备得到的正极材料制备的正极片,所述电池的循环次数在未包覆材料的基础上提高了10%~20%,容量保持率最高可达99%,优于现有技术。

具体实施方式

本申请具体实施例部分提供一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将正极材料基材与包覆液在气流磨中,采用撞击流的方式进行包覆,得到包覆材料前驱体;

(2)将步骤(1)得到的所述包覆材料前驱体进行烧结,得到金属氧化物包覆电池正极材料。

为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将1500g正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3OH2基材与5g异丙醇铝、30g异丙醇、5g浓盐酸,70g二甲基硅油组成的包覆液送入FJM400气流磨中,螺旋定量进料与气流量同步进行,螺旋进料转速60r/min,干燥空气含水量0.15%,气流压力0.5Mpa,气流流量5m3/min,接触时间2min,正极材料基材与包覆液撞击流的速度为2.2马赫数,锆片分级轮的转速为3000r/min,采用撞击流的方式进行包覆,得到包覆材料前驱体;

(2)将步骤(1)得到的所述包覆材料前驱体置于箱式炉中,800℃保温4h,升温速率5℃/min进行烧结,得到金属氧化物包覆电池正极材料。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数200周,容量保持率98%。

实施例2

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将1500g正极材料LiCoO2基材与35g钛酸四丁酯、40g无水乙醇、10g浓盐酸,100g二甲基硅油组成的包覆液送入FJM400气流磨中,螺旋定量进料与气流量同步进行,螺旋进料转速60r/min,干燥空气含水量<0.1%,气流压力0.8Mpa,气流流量9m3/min,接触时间2min,正极材料基材与包覆液撞击流的速度为3.0马赫数,锆片分级轮的转速为8000r/min,采用撞击流的方式进行包覆,得到包覆材料前驱体;

(2)将步骤(1)得到的所述包覆材料前驱体置于箱式炉中,750℃保温6h,升温速率5℃/min进行烧结,得到金属氧化物包覆电池正极材料。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数50周,容量保持率99%。

实施例3

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将1000g正极材料LiFePO4基材与18g异丙醇锆、35g异丙醇、10g浓盐酸,90g二甲基硅油组成的包覆液送入FJM400气流磨中,螺旋定量进料与气流量同步进行,螺旋进料转速250r/min,干燥空气含水量0.08%,气流压力1.2Mpa,气流流量12m3/min,接触时间6min,正极材料基材与包覆液撞击流的速度为2.6马赫数,锆片分级轮的转速为6800r/min,采用撞击流的方式进行包覆,得到包覆材料前驱体;

(2)将步骤(1)得到的所述包覆材料前驱体置于箱式炉中,700℃保温4h,升温速率5℃/min进行烧结,得到金属氧化物包覆电池正极材料。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数500周,容量保持率96%。

实施例4

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将2000g正极材料LiMnPO4基材与30g硬脂酸铝、50g正丙醇、20g冰醋酸,100g二甲基硅油组成的包覆液送入FJM400气流磨中,螺旋定量进料与气流量同步进行,螺旋进料转速300r/min,干燥空气含水量0.2%,气流压力1.2Mpa,气流流量15m3/min,接触时间10min,正极材料基材与包覆液撞击流的速度为4马赫数,锆片分级轮的转速为10000r/min,采用撞击流的方式进行包覆,得到包覆材料前驱体;

(2)将步骤(1)得到的所述包覆材料前驱体置于箱式炉中,1200℃保温2h,升温速率5℃/min进行烧结,得到金属氧化物包覆电池正极材料。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数200周,容量保持率98%。

实施例5

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将1000g正极材料LiFe0.5Mn0.5PO4基材与0.28g钛酸乙酯、0.4g异丁醇、0.32g乙二醇胺,4g二甲基硅油组成的包覆液送入FJM400气流磨中,螺旋定量进料与气流量同步进行,螺旋进料转速20r/min,干燥空气含水量0.01%,气流压力0.2Mpa,气流流量3m3/min,接触时间2min,正极材料基材与包覆液撞击流的速度为1.5马赫数,锆片分级轮的转速为1000r/min,采用撞击流的方式进行包覆,得到包覆材料前驱体;

(2)将步骤(1)得到的所述包覆材料前驱体置于箱式炉中,400℃保温20h,升温速率5℃/min进行烧结,得到金属氧化物包覆电池正极材料。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数500周,容量保持率95%。

实施例6

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将2000g正极材料LiNiO3基材与1.3g柠檬酸氯、15g正丁醇、10g次磷酸钠,100g二甲基硅油组成的包覆液送入FJM400气流磨中,螺旋定量进料与气流量同步进行,螺旋进料转速30r/min,干燥空气含水量0.05%,气流压力0.6Mpa,气流流量5m3/min,接触时间3min,正极材料基材与包覆液撞击流的速度为1.8马赫数,锆片分级轮的转速为2000r/min,采用撞击流的方式进行包覆,得到包覆材料前驱体;

(2)将步骤(1)得到的所述包覆材料前驱体置于箱式炉中600℃保温3h,升温速率5℃/min进行烧结,得到金属氧化物包覆电池正极材料。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数200周,容量保持率92%。

实施例7

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将2000g正极材料LiMn2O4基材与20g水杨酸铝、35g 2-丁醇、27g浓盐酸,100g二甲基硅油组成的包覆液送入FJM400气流磨中,螺旋定量进料与气流量同步进行,螺旋进料转速150r/min,干燥空气含水量0.05%,气流压力0.8Mpa,气流流量10m3/min,接触时间5min,正极材料基材与包覆液撞击流的速度为2.5马赫数,锆片分级轮的转速为5000r/min,采用撞击流的方式进行包覆,得到包覆材料前驱体;

(2)将步骤(1)得到的所述包覆材料前驱体置于箱式炉中750℃保温8h,升温速率5℃/min进行烧结,得到金属氧化物包覆电池正极材料。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数400周,容量保持率92%。

实施例8

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将2000g正极材料LiNi0.5Co0.5O2基材与15g硬脂酸铝、15g正丙醇、15g冰醋酸,100g二甲基硅油组成的包覆液送入FJM400气流磨中,螺旋定量进料与气流量同步进行,螺旋进料转速75r/min,干燥空气含水量0.06%,气流压力0.6Mpa,气流流量7m3/min,接触时间4min,正极材料基材与包覆液撞击流的速度为2.8马赫数,锆片分级轮的转速为4000r/min,采用撞击流的方式进行包覆,得到包覆材料前驱体;

(2)将步骤(1)得到的所述包覆材料前驱体置于箱式炉中800℃保温6h,升温速率5℃/min进行烧结,得到金属氧化物包覆电池正极材料。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数300周,容量保持率90%。

实施例9

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将2000g正极材料LiNi0.85Co0.12Al0.03O2基材与10g异丙醇铝和10g硬脂酸铝的组合物、10g正丙醇与10g异丙醇的组合物、10g冰醋酸与10g无水乙醇的组合物,100g二甲基硅油组成的包覆液送入FJM400气流磨中,螺旋定量进料与气流量同步进行,螺旋进料转速200r/min,干燥空气含水量0.1%,气流压力1.0Mpa,气流流量10m3/min,接触时间6min,正极材料基材与包覆液撞击流的速度为3.2马赫数,锆片分级轮的转速为6000r/min,采用撞击流的方式进行包覆,得到包覆材料前驱体;

(2)将步骤(1)得到的所述包覆材料前驱体置于箱式炉中800℃保温6h,升温速率5℃/min进行烧结,得到金属氧化物包覆电池正极材料。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数100周,容量保持率93%。

对比例1

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,除了气流磨中锆片分级轮的转速为500r/min外,其他条件均与实施例1相同。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数200周,容量保持率82%。

对比例2

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,除了气流磨的气流压力为0.1MPa外,其他条件均与实施例1相同。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数200周,容量保持率80%。

对比例3

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,除了气流磨的气流压力为2.0MPa外,其他条件均与实施例1相同。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数200周,容量保持率88%。

对比例4

一种金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:

(1)将50g异丙醇铝、1000g异丙醇、50g浓盐酸混合均匀后制成包覆液,将1500g正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2基材加入到包覆液中,搅拌1h;将混合后的浆料至于烘箱80℃10h烘干,得到前驱体;

(2)将步骤(1)得到的所述包覆材料前驱体置于箱式炉中,800℃保温4h,升温速率5℃/min进行烧结,得到金属氧化物包覆电池正极材料。

由上述方法制备得到的正极材料制备的正极所组成的电池的循环次数200周,容量保持率83%。

通过实施例1-9以及对比例1-4可以看出,采用本发明提供的金属氧化物包覆电池正极材料的制备方法所制备的到的正极材料所组成的电池的循环次数最高可达500周,容量保持率最高可达99%。对比例1与实施例1相比,由于分级轮转速低,基体正极材料与包覆液的接触时间短,没有达到很好的包覆效果,因此容量保持率只有82%。对比例2与实施例1相比,由于气流压力过低,基体正极与包覆液没有充分接触,包覆效果不如实施例1,因此容量保持率只有80%。对比例3与实施例1相比,由于气流压力过高,导致正极材料被过粉碎,影响了其性能发挥,因此容量保持率只有88%。对比例4与实施例1相比,与本发明的制备方法相比,采用湿法包覆制备时,由于在干燥的过程中容易出现包覆物偏析而导致包覆不均匀,因此实施例1的对比效果更好。

申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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