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专利号: 2017106324614
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的化学通式为(xLi2MnO3·(1‑x)LiMO2)/yLi2WO4;其中,0.1≤x≤0.9,0.001≤y≤0.4,M为Mn、Co和Ni;其包括以下原料组分:锰原料、镍原料、钴原料、锂盐、钨盐、络合剂、还原剂和液体溶剂;所述锂盐、锰原料、镍原料和钴原+ 2

料中,当锰原料为二价锰原料、镍原料为二价镍原料、钴原料为二价钴原料时,其中,Li 、Mn+ 2+ 2+

、Ni 与Co 的摩尔比为(1.1~1.9)∶(0.3997~0.9333)∶(0.2997~0.0333)∶(0.2997~

0.0333);所述络合剂为柠檬酸、乙酰丙酮、乙二胺四乙酸、蔗糖或葡萄糖,所述络合剂的摩尔量与所述(xLi2MnO3·(1‑x)LiMO2)/yLi2WO4中M的摩尔量之比为1∶1~2∶1;

所述制备方法包括以下步骤:

步骤1,制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将锰原料、镍原料、钴原料和锂盐依次溶于液体溶剂中,再加入络合剂,50‑80℃条件下水浴加热、搅拌反应3‑5h,得到前驱体溶胶,然后对所述前驱体溶胶进行热处理,得到富锂锰基层状锂离子电池正极材料;其中,所述热处理按照以下操作进行:在马弗炉中,空气气氛下,首先在350‑550℃条件下煅烧3‑5h,再在800‑950℃条件下煅烧12‑24h;

步骤2,制备钨酸锂前驱体:将钨盐和还原剂溶于液体溶剂中,50‑70℃条件下水浴加热,搅拌2‑3h,再加入锂盐,继续搅拌1‑2h,得到钨酸锂溶胶;所述还原剂为柠檬酸;

步骤3,制备钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将所述富锂锰基层状锂离子电池正极材料与所述钨酸锂溶胶混合,依次进行搅拌、超声渗透、负压浸渍、热处理,即得钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料;其中,所述超声渗透的超声波的频率为

40KHz,超声渗透的时间为20‑40min;所述热处理按照以下操作进行:在马弗炉中,空气气氛下,在600‑750℃条件下煅烧4‑8h;所述负压浸渍的条件为(‑0.05)MPa‑(‑0.08)MPa。

2.一种钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的化学通式为(xLi2MnO3·(1‑x)LiMO2)/yLi2WO4;其中,0.1≤x≤0.9,0.001≤y≤0.4,M为Mn、Co和Ni;其包括以下原料组分:锰原料、镍原料、钴原料、锂盐、钨盐、络合剂、还原剂和液体溶剂;所述锂盐、锰原料、镍原料和钴原+ 2

料中,当锰原料为二价锰原料、镍原料为二价镍原料、钴原料为二价钴原料时,其中,Li 、Mn+ 2+ 2+

、Ni 与Co 的摩尔比为(1.1~1.9)∶(0.3997~0.9333)∶(0.2997~0.0333)∶(0.2997~

0.0333);所述络合剂为柠檬酸、乙酰丙酮、乙二胺四乙酸、蔗糖或葡萄糖,所述络合剂的摩尔量与所述(xLi2MnO3·(1‑x)LiMO2)/yLi2WO4中M的摩尔量之比为1∶1~2∶1;

所述制备方法包括以下步骤:

步骤1,制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将锰原料、镍原料、钴原料和锂盐依次溶于液体溶剂中,再加入络合剂,搅拌溶解,溶解之后进行水热反应,水热反应结束后得固体前驱体,对所述固体前驱体进行热处理,得到富锂锰基层状锂离子电池正极材料;其中,步骤1中,所述水热反应的温度为150‑220℃,水热反应的时间为10‑15h;所述热处理按照以下操作进行:在马弗炉中,空气气氛下,首先在350‑550℃条件下煅烧3‑5h,再在800‑950℃条件下煅烧12‑24h;

步骤2,制备钨酸锂前驱体:将钨盐和还原剂溶于液体溶剂中,50‑70℃条件下水浴加热,搅拌2‑3h,再加入锂盐,继续搅拌1‑2h,形成溶胶,得到钨酸锂前驱体;所述还原剂为柠檬酸;

步骤3,制备钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将所述富锂锰基层状锂离子电池正极材料与所述钨酸锂前驱体混合,依次进行搅拌、超声渗透、负压浸渍、热处理,即得钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料;其中,步骤3中,所述超声渗透时,超声波的频率为40KHz,超声渗透的时间为20‑40min;所述负压浸渍的条件为(‑0.05)MPa‑(‑0.08)MPa;所述热处理按照以下操作进行:在马弗炉中,空气气氛下,在600‑750℃条件下煅烧4‑

8h。