一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将锂离子电池电极材料加入溶剂中，搅拌形成悬浊液A；S2、将对苯二酚、铝源与悬浊液A混合，鼓入气体，反应得到溶液B；S3、除去溶液B中的溶剂，得到前驱体C；S4、将前驱体C在惰性气体氛围中进行热处理，得到对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料。本发明专利技术提出的一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，通过优化制备工艺，在锂离子电池电极材料表面包覆对苯二酚铝，改善锂离子电池电极材料的电化学性能，有效提高锂离子电池的能量密度、充电速率和安全性能，以及有效延长锂离子电池循环使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法
本专利技术涉及技术锂离子电池电极材料领域，尤其涉及一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法。
技术介绍
自1991年SONY专利技术锂离子电池之后，锂离子电池就凭借能量密度高、循环寿命长、输出电压高、自放电小以及轻便环保等优点被广泛应用于电子设备当中。目前在全球电源市场有超过600亿美元/年的市场份额并以10％的增长速度增长。近年来随着以石化为代表的能源危机逐渐显现，以及对民众对环境保护观念的加强，锂离子电池在储能装置以及新能源汽车领域的发展应用将呈现爆发式增长，对锂离子电池的性能提出了更高的要求。以磷酸铁锂、三元材料、锰酸锂为代表的正极材料，以及以碳基负极、硅基负极、钛酸锂为代表的负极材料是目前商业化的锂离子电池中常见的锂离子电池正负极材料。新能源汽车的发展趋势使得锂离子电池发展方向为高能量密度、高充电速率、高安全性能、长循环使用寿命。然而目前商业化的锂离子电池电极材料在某些方面均存在一定的缺陷，如三元材料的安全性能差，磷酸铁锂材料的能量密度低，硅基材料循环寿命短，这些限制了锂离子电池的发展。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，通过优化制备工艺，在锂离子电池电极材料表面包覆对苯二酚铝，改善锂离子电池电极材料的电化学性能，有效提高锂离子电池的能量密度、充电速率和安全性能，以及有效延长锂离子电池循环使用寿命。本专利技术提出的一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将锂离子电池电极材料加入溶剂中，搅拌形成悬浊液A；S2、将对苯二酚、铝源与悬浊液A混合，鼓入气体，反应得到溶液B；S3、除去溶液B中的溶剂，得到前驱体C；S4、将前驱体C在惰性气体氛围中进行热处理，得到对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料。优选地，S1中，锂离子电池电极材料为磷酸铁锂、锰酸锂、镍锰酸锂、三元材料、钛酸锂、硅材料、氧化亚硅中的任意一种。优选地，三元材料的分子式为Li(NixCoyMn1-x-y)O2，其中，0＜x＜1，0＜y＜1。优选地，硅材料为纳米硅材料。优选地，S1中，溶剂为无水乙醇、无水甲醇、无水乙醚中的任意一种。优选地，S1中，对苯二酚与悬浊液A之间的质量比为0.5-5:95-99.5。优选地，S2中，对苯二酚和铝源的摩尔比为2-4:1.7-2.6，其中，铝源为三甲基铝或三异丁基铝。优选地，S2中，气体为空气、氩气或氮气，气体中水分含量为1000-2000ppm，鼓入气体的速度为0.1-0.5m3/min。优选地，S2中，持续鼓入水分含量为1000-2000ppm的气体。优选地，S2中，对苯二酚与悬浊液A之间的质量比为0.5-5:95-99.5。优选地，S2中，反应温度为40-60℃。优选地，S3中，采用快速干燥的方法除去溶液B中的溶剂，其中，快速干燥方法为冷冻干燥或闪蒸。优选地，S3中，热处理具体工艺参数如下：热处理温度为80-120℃，热处理时间为3-6h。本专利技术中通过利用气体携带微量水分作为对苯二酚铝发生反应的引发剂，可通过控制微量水分含量以及鼓入气体的速度来控制对苯二酚铝的反应速度，进而可有效控制对苯二酚铝包覆层的厚度。本专利技术操作简单，对苯二酚铝良好的导电性可有效提高锂离子电池电极材料的电化学性能，对苯二酚铝同时具有良好的弹性可有效减缓锂离子电池电极材料充放电过程中的体积变化效应。本专利技术提出的一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，通过优化制备工艺，在锂离子电池电极材料表面包覆对苯二酚铝，改善锂离子电池电极材料的电化学性能，有效提高锂离子电池的能量密度、充电速率和安全性能，以及有效延长锂离子电池循环使用寿命。附图说明图1为本专利技术实施例8中制得的对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的放电倍率图；图2为本专利技术实施例9中制得的对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的循环次数图。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。如图1所示，图1为本专利技术实施例8中制得的对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的放电倍率图；如图2所示，图2为本专利技术实施例9中制得的对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的循环次数图。实施例1本专利技术提出的一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将锂离子电池电极材料加入溶剂中，搅拌形成悬浊液A；S2、将对苯二酚、铝源与悬浊液A混合，鼓入气体，反应得到溶液B；S3、除去溶液B中的溶剂，得到前驱体C；S4、将前驱体C在惰性气体氛围中进行热处理，得到对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料。实施例2本专利技术提出的一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将三元材料加入溶剂中，搅拌形成悬浊液A；S2、将对苯二酚、铝源与悬浊液A混合，鼓入氩气，反应得到溶液B；S3、除去溶液B中的溶剂，得到前驱体C；S4、将前驱体C在惰性气体氛围中进行热处理，得到对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料。实施例3本专利技术提出的一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将磷酸铁锂加入无水乙醇中，搅拌形成悬浊液A；其中，悬浊液A中镍锰酸锂的浓度为5wt％；S2、将对苯二酚、三甲基铝与悬浊液A混合，持续鼓入水分含量为1000ppm的氮气，鼓入氮气的速度为0.1m3/min，在40℃下反应得到溶液B；其中，对苯二酚和三甲基铝的摩尔比为3:2，对苯二酚与悬浊液A之间的质量比为0.5:99.5；S3、采用冷冻干燥除去溶液B中的溶剂，得到前驱体C；S4、将前驱体C在惰性气体氛围中进行热处理，其中，热处理温度为80℃，热处理时间为6h，得到对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料。实施例4本专利技术提出的一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将锰酸锂加入无水甲醇中，搅拌形成悬浊液A；其中，悬浊液A中镍锰酸锂的浓度为10wt％；S2、将对苯二酚、三甲基铝与悬浊液A混合，持续鼓入水分含量为1500ppm的空气，鼓入空气的速度为0.2m3/min，在45℃下反应得到溶液B；其中，对苯二酚和三甲基铝的摩尔比为3:2，对苯二酚与悬浊液A之间的质量比为1:99；S3、采用闪蒸除去溶液B中的溶剂，得到前驱体C；S4、将前驱体C在惰性气体氛围中进行热处理，其中，热处理温度为90℃，热处理时间为5h，得到对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料。实施例5本专利技术提出的一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将三元材料(Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2)加入无水乙醇中，搅拌形成悬浊液A；其中，悬浊液A中镍锰酸锂的浓度为20wt％；S2、将对苯二酚、三异丁基铝与悬浊液A混合，鼓入水分含量为2000ppm的空气，鼓入空气的速度为0.4m3/min，在55℃下反应得到溶液B；其中，对苯二酚和三异丁基铝的摩尔比为3:2，对苯二酚与悬浊液A之间的质量比为3:97；S3、采用闪蒸除去溶液B中的溶剂，得到前驱体C；S4、将前驱体C在惰性气体氛围中进行热处理，其中，热处理温度为110℃，热处理时间为4h，得到对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料。实施例6本专利技术提出的一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将钛酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将锂离子电池电极材料加入溶剂中，搅拌形成悬浊液A；S2、将对苯二酚、铝源与悬浊液A混合，鼓入气体，反应得到溶液B；S3、除去溶液B中的溶剂，得到前驱体C；S4、将前驱体C在惰性气体氛围中进行热处理，得到对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料。

【技术特征摘要】
1.一种对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将锂离子电池电极材料加入溶剂中，搅拌形成悬浊液A；S2、将对苯二酚、铝源与悬浊液A混合，鼓入气体，反应得到溶液B；S3、除去溶液B中的溶剂，得到前驱体C；S4、将前驱体C在惰性气体氛围中进行热处理，得到对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料。2.根据权利要求1所述对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于，S1中，锂离子电池电极材料为磷酸铁锂、锰酸锂、镍锰酸锂、三元材料、钛酸锂、硅材料、氧化亚硅中的任意一种。3.根据权利要求1所述对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于，S1中，溶剂为无水乙醇、无水甲醇、无水乙醚中的任意一种。4.根据权利要求1所述对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于，S1中，悬浊液A中锂离子电池电极材料浓度为5-20wt％。5.根据权利要求1所述对苯二酚铝包覆锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于，S2中...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪涛，杨尘，朱春林，王金龙，段锐，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34