The invention discloses a preparation method and application of cathode material for lithium ion batteries. The preparation method is a template method based on a polymer template. The shape of the polymer template is one or more of spherical, rod and flower clusters. The preparation method is to synthesize different polymer templates by changing the type and amount of morphology controllers, and then to add polymer templates into the preparation process of ternary materials. The invention synthesizes spherical, rod-like and flower-cluster-like polymer material templates, and is used for the synthesis of cathode materials for lithium batteries. The materials synthesized by these three kinds of templates have different advantages. The spherical templates have uniform pore size distribution and good morphology. The positive paste prepared by this material is uniform. The materials synthesized by rod-like and flower-cluster-like templates have through-holes, which is conducive to mass transfer. The materials synthesized by combining different templates have the advantages of both templates.
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及锂离子电池领域,具体涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法及其应用。
技术介绍
二次锂离子由具有于比能量高、放电电压较为稳定、没有记忆效应、绿色环保等优点广泛地应用于交通和通讯等方面。随着社会发展,对二次锂离子电池的能量密度、安全性能、循环寿命和倍率放电等方面提出了更高的要求,而这几个方面主要受制于正极材料。因此,在二次锂离子研究领域中,正极材料的研究占了较大部分。其中,三元高镍正极材料因具有高容量、低成本和环保的特点被认为是下一代最具有潜力的锂电正极材料。但在三元高镍正极材料迈向商业化的过程中仍存在一些有待解决的问题,比如随着充放电次数的增加,电解液分解及晶体结构从层状向岩盐状结构转变等副反应的存在,导致电池性能严重衰减;在锂离子不断脱嵌的过程中,一次颗粒遭受着连续不断的各向异性体积变化,这就造成晶界面出现微裂痕,大大降低了离子和电子的迁移能力,导致电池容量迅速衰减。现有技术中一些表面处理和形貌控制不能完全解决涉及到一次颗粒间晶界的基本问题。中国专利ZL200510019552.8中通过纳米级MgO对镍钴酸锂进行表面包覆,虽然提高了循环性能,但提升效果不显著,并且氧化镁的导电性不佳,包覆这种导电性较差的物质必然会影响材料的倍率性能。研究者目前考虑采用改变材料自身结构的方法来提高材料性能,模板法就是其中行之有效的一种方法,通过加入模板来给材料造孔来改善正极材料的结构,提高其传质能力。中国专利ZL201510026386.8中采用PVP和CATB作为双模板,合成了锂离子电池正极材料,但是使用的模板为软模板 ...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述制备方法为基于高分子模板的模板法,所述高分子模板的形貌为球状、棒状、花簇状中的一种或多种。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述制备方法为基于高分子模板的模板法,所述高分子模板的形貌为球状、棒状、花簇状中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述高分子模板的颗粒尺寸范围为50~600nm。3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述高分子模板的形貌为球形。4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于:所述高分子模板为PANI。5.根据权利要求1~4任意一项所述的锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)将聚合物单体、形貌控制剂、引发剂以摩尔比例20:1:20~1:1:1加入溶剂中聚合反应12~24h,得到的聚合产物经过水洗干燥后即得具有特定形貌的高分子模板A;(2)将可溶性镍盐、钴盐和锰盐以8:1:1~1:1:1的摩尔计量比加入溶剂中并搅拌,待所述可溶性镍盐、钴盐、锰盐完全溶解后缓慢加入高分子模板A,所述高分子模板A质量:(镍盐+钴盐+锰盐)质量=1:50~1:150,搅拌15~40分钟后得到混合物B;(3)在所述混合物B中加入氢氧化钠溶液,反应0.5-5h,待体系完全反应后将得到的沉淀固体过滤,水洗,干燥后得到前驱体C;所述干燥条件为:温度为100~250℃,时间为5~24h;(...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐宁,吕菲,郝建,
申请(专利权)人:天津巴莫科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:天津,12
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