锂二次电池用高镍多元正极材料及其制备方法_2

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正极材料的XRD图谱。
[0030] 图3是本发明实施例1和对比例1、2、3制得的高镍三元正极材料的首次充放电曲 线的对比图(0. 1C,3. OV-4. 3V)。
[0031] 图4是本发明实施例1和对比例1、2、3制得的高镍三元正极材料循环性能曲线的 对比图(〇? 1C,3. OV-4. 3V)。
【具体实施方式】
[0032] 为了便于理解本发明,下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全 面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0033] 除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义 相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明 的保护范围。
[0034] 除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市 场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0035] 实施例1 :
[0036] 一种本发明的锂二次电池用高镍多元正极材料,包括基材和基材外的复合包覆 层,基材为正极材料1^ 1.。5附。.8〇)。.#11。.102;基材外表面均匀包覆的复合包覆层为锂锆氧化 物与锂磷氧化物的混合物。锂锆氧化物为Li 2Zr03、Li6Zr207和Li 4Zr04。锂磷氧化物为Li3P04。
[0037] 本实施例的表面改性后的高镍多元正极材料表面的总杂质锂的含量为0. 070%, 是改性前的〇. 32倍,总杂质锂中的Li2C0#P LiOH中的含量分别是0. 195%和0. 115%。
[0038] 上述本实施例的锂二次电池用高镍多元正极材料的制备方法,具体包括以下步 骤:
[0039] (1)基材制备:称取化合物NiasC〇aiMn ai (0H)2表示的镍钴锰化合物375g和锂源 163. 05g,其中镍钴猛化合物的振实密度为2. 20g/cm3,激光衍射(Laser diffraction)法 测试的平均粒径D50 = 10. 0 ym,粉末粒子的形状为类球状;锂源选用单水氢氧化锂;干法 球磨混合,然后在氧气气氛炉中经800°C高温烧结26h,再冷却,破碎,筛分,得到化学式为 LinNio.sCoa.iMna.A 表示的基材;
[0040] (2) -次表面改性处理:采用酸碱滴定法测定上述步骤⑴所得的基材表面 残存的杂质Li2C03含量为0. 715%,杂质LiOH含量为0. 283%;称量200g上述合成的 1^1.。5附。.8(:〇。. 1]\111。.102基材,加入1.598的二氧化错,干法球磨混合,放置在氧气气氛炉中, 800°C保温热处理10h,随炉冷却后,进行粉碎筛分,得到锂锆氧化物包覆的Li^Ni^CouMn 0.1〇2;
[0041] (3)二次表面改性处理:采用酸碱滴定法测定上述步骤(2)所得的锂锆氧化物包 覆的材料表面残存的杂质Li 2C03含量为0. 185%,杂质LiOH含量为0. 274%,称量200g上 述合成的锂锆氧化物包覆的Li^Ni^Co。. iMn。.也材料,加入0. 88g的磷酸二氢铵,干法球磨 混合,放置在马弗炉中,450°C保温热处理10h,随炉冷却后,进行粉碎筛分,得到表面包覆的 锂二次电池用高镍多元正极材料。
[0042] 对比例1 :
[0043] 一种锂二次电池用高镍多元正极材料,包括基材和基材外的复合包覆层,基材为 正极材料1^1.。 5附。.8(:〇。.1|/[11。.102;基材外表面均勾包覆的复合包覆层为锂错氧化物与锂磷氧 化物的混合物。锂锆氧化物为Li 2Zr03、Li6Zr207和Li 4Zr04。锂磷氧化物为Li3P04。
[0044] 上述对比例的锂二次电池用高镍多元正极材料的制备方法,具体包括以下步骤:
[0045] (1)基材制备:称取化合物NiasC〇aiMn ai (0H)2表示的镍钴锰化合物375g和锂源 163. 05g,其中镍钴猛化合物的振实密度为2. 20g/cm3,激光衍射(Laser diffraction)法 测试的平均粒径D50 = 10. 0 ym,粉末粒子的形状为类球状;锂源选用单水氢氧化锂;干法 球磨混合,然后在氧气气氛炉中经800°C高温烧结26h,再冷却,破碎,筛分,得到化学式为 LinNio.sCoa.iMna.A 表示的基材;
[0046] (2) -次表面改性处理:采用酸碱滴定法测定上述步骤⑴所得的基材表面 残存的杂质Li2C03含量为0. 715%,杂质LiOH含量为0. 283 %,称量200g上述合成的 LiQ5Ni。. sCoa iMn。. A基材,加入0. 88g的磷酸二氢铵,干法球磨混合,放置在马弗炉中, 450°C保温热处理10h,随炉冷却后,进行粉碎筛分,得到锂磷氧化物包覆的Li^Ni^CouMn 0. 1〇2。
[0047] (3)二次表面改性处理:采用酸碱滴定法测定上述步骤(2)所得的锂磷氧化物包 覆的材料表面残存的杂质Li 2C03含量为0. 715 %,杂质LiOH含量为0. 101 %,称量200g上 述合成的锂磷氧化物包覆的1^1.。5附。. 8(:〇。.1|/[11。.102材料,加入1.598的二氧化错,干法球磨混 合,放置在氧气气氛炉中,800°C保温热处理10h,随炉冷却后,进行粉碎筛分,得到表面包覆 的锂二次电池用高镍多元正极材料。
[0048] 对比例2 :
[0049] -种锂二次电池用高镍多元正极材料,包括基材和基材外的包覆层,基材为正极 材料1^ 1.。5附。.8〇)。.^11。.102;基材外表面均匀包覆的包覆层为锂锆氧化物。锂锆氧化物为 Li 2Zr03、Li6Zr2〇4P Li 4Zr04〇
[0050] 上述对比例的锂二次电池用高镍多元正极材料的制备方法,具体包括以下步骤:
[0051] (1)基材制备:称取化合物NiasC〇aiMn ai (0H)2表示的镍钴锰化合物375g和锂源 163. 05g,其中镍钴猛化合物的振实密度为2. 20g/cm3,激光衍射(Laser diffraction)法 测试的平均粒径D50 = 10. 0 ym,粉末粒子的形状为类球状;锂源选用单水氢氧化锂;干法 球磨混合,然后在氧气气氛炉中经800°C高温烧结26h,再冷却,破碎,筛分,得到化学式为 LinNio.sCoa.iMna.A 表示的基材;
[0052] (2)表面改性处理:采用酸碱滴定法测定上述步骤⑴所得的基材表面残 存的杂质Li 2C03含量为0. 715%,杂质LiOH含量为0. 283 %,称量200g上述合成的 1^1.。5附。.8(:〇。. 1]\111。.102基材,加入1.598的二氧化错,干法球磨混合,放置在氧气气氛炉中, 800°C保温热处理10h,随炉冷却后,进行粉碎筛分,得到表面包覆的锂二次电池用高镍多元 正极材料。
[0053] 对比例3:
[0054] -种锂二次电池用高镍多元正极材料,包括基材和基材外的包覆层,基材为正极 材料1^ 1.。5附。.8〇)。.^11。.102;基材外表面均匀包覆的包覆层为锂磷氧化物。锂磷氧化物为 Li3P04〇
[0055] 上述对比例的锂二次电池用高镍多元正极材料的制备方法,具体包括以下步骤:
[0056] (1)基材制备:称取化合物NiasC〇aiMn ai (0H)2表示的镍钴锰化合物375g和锂源 163. 05g,其中镍钴猛化合物的振实密度为2. 20g/cm3,激光衍射(Laser diffraction)法 测试的平均粒径D50 = 10. 0 ym,粉末粒子的形状为类球状;锂源选用单水氢氧化锂;干法 球磨混合,然后在氧气气氛炉中经800°C高温烧结26h,再冷却,破碎,筛分,得到化学式为 LinNio.sCoa.iMna.A 表示的基材;
[0057] (2)表面改性处理:采用酸碱滴定法测定上述步骤
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