一种Ti掺杂和La制造技术

本发明专利技术公开了一种Ti掺杂和La

Ti doping and La

【技术实现步骤摘要】
一种Ti掺杂和La4NiLiO8包覆富镍正极材料的制备方法
本专利技术设计锂离子电池正极材料制备方法，具体涉及一种Ti掺杂和La4NiLiO8包覆富镍正极材料的制备方法。
技术介绍
由于富镍正极材料的理论容量(276mAh/g)高于LiFePO4(175mAh/g)和LiMn2O4(145mAh/g)，且其优异的循环稳定性和低成本的特点，使富镍正极材料被认为是最有希望取代LiFePO4和LiCoO2的下一代锂离子动力电池正极材料。但是富镍正极材料存在有界面稳定性差、二次颗粒内部结构衰退等问题，仍然阻碍了富镍正极材料的商业化。研究表明，高价镍离子和有机电解质直接接触会增加钝化层的厚度，这归因于过渡金属溶解和电解质分解，因此，阻碍电化学动力学和循环稳定性。在循环过程中，二次颗粒内部裂纹的形成，电解液渗透裂纹，导致层状转变为尖晶石相，从而降低电化学性能。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种Ti掺杂和La4NiLiO8包覆富镍正极材料的制备方法，其技术方案如下：富镍正极材料的制备方法：将NiSO4·6H2O和CoSO4·7H2O溶解于去离子水中，其摩尔比为98:2；然后在氮气氛围下，在反应器中加入NaOH溶液和NH3·H2O，然后将混合溶液加入到反应器中，得到[Ni0.98Co0.02](OH)2前驱体。将钛酸四丁酯和乙酸镧溶解于乙醇中，使其完全溶解，将前驱体[Ni0.98Co0.02](OH)2、LiOH·H2O和Al(OH)3·3H2O加入钛酸四丁酯和乙酸镧混合液中并搅拌，然后过滤、干燥、煅烧，最终得到Ti掺杂和La4NiLiO8包覆的富镍正极材料。其中，C16H36O4Ti与La(CH3COO)3、[Ni0.98Co0.02](OH)2前驱体的摩尔比为3-7:1-5:88-97。其中，LiOH·H2O:Al(OH)3·3H2O:[Ni0.98Co0.02](OH)2的摩尔比为：1.01:0.01-0.02:0.98-0.99；其中，NaOH与(NiSO4·6H2O+CoSO4·7H2O)的摩尔比为1.9-2.1，NH3·H2O与(NiSO4·6H2O+CoSO4·7H2O)的摩尔比为1.1-1.3。本专利技术的有益效果为镧基氧化物具有良好的导电性和优异的热稳定性，因此抑制电极和电解质之间的副反应，从而促进电子转移和减少热量的产生。Ti掺杂和La4NiLiO8包覆富镍正极材料，成功抑制了微裂纹的产生及扩展。La4NiLiO8包覆层有助于降低材料的界面电阻，提升富镍材料的锂离子扩散能力。Ti掺杂和La4NiLiO8包覆能有效抑制富镍材料在循环过程中表面纳米尺度的结构退化，抑制NCA材料循环过程中微裂纹的形成。Ti掺杂抑制了Li+/Ni2+混排，有利于材料结构稳定性。Ti-O键比Ni-O键键能大，有利于抑制相转变。附图说明图1为放电容量与循环次数的关系图；具体的实施方式试剂：NiSO4·6H2O、CoSO4·7H2O、LiOH·H2O、Al(OH)3·3H2O、NaOH溶液和NH3·H2O、La(CH3COO)3、C16H36O4Ti、去离子水和乙醇。实施例1：Ti掺杂和La4NiLiO8包覆Li[Ni0.888Co0.097Al0.015]O2富镍材料的制备：将257.74g的NiSO4·6H2O和5.62g的CoSO4·7H2O溶解于去离子水中；将76g的NaOH溶液和38.5g的氨水加入到反应器中，然后将NiSO4和CoSO4溶液在氮气的保护下，加入到反应器中，得到[Ni0.98Co0.02](OH)2前驱体。将102g钛酸四丁酯和31.6g的乙酸镧溶解于60mL乙醇中，将溶解置于60℃水浴中搅拌使其完全溶解，将570g的[Ni0.98Co0.02](OH)2，393.38g的LiOH·H2O,11.57g的Al(OH)3·3H2O溶液中，加入钛酸四丁酯和乙酸镧混合液中并搅拌，然后将溶液过滤、干燥、煅烧，煅烧温度为700℃，时间为12h。最终得到Li[Ni0.888Co0.097Al0.015]O2-1。实施例2Ti掺杂和La4NiLiO8包覆Li[Ni0.888Co0.097Al0.015]O2富镍材料的制备：将257.74g的NiSO4·6H2O和5.62g的CoSO4·7H2O溶解于去离子水中；将76g的NaOH溶液和42g的氨水加入到反应器中，然后将NiSO4和CoSO4溶液在氮气的保护下，加入到反应器中，得到[Ni0.98Co0.02](OH)2前驱体，将160g钛酸四丁酯和54g的乙酸镧溶解于60mL乙醇中，将溶解置于60℃水浴中搅拌使其完全溶解，将753g的[Ni0.98Co0.02](OH)2，371.7g的LiOH·H2O,18g的Al(OH)3·3H2O溶液中，加入钛酸四丁酯和乙酸镧混合液中并搅拌，然后将溶液过滤、干燥、煅烧，煅烧温度为730℃，时间为10h。最终得到Li[Ni0.888Co0.097Al0.015]O2-2。实施例3Ti掺杂和La4NiLiO8包覆Li[Ni0.888Co0.097Al0.015]O2富镍材料的制备：将257.74g的NiSO4·6H2O和5.62g的CoSO4·7H2O溶解于去离子水中；将80g的NaOH溶液和42g的氨水加入到反应器中，然后将NiSO4和CoSO4溶液在氮气的保护下，加入到反应器中，得到[Ni0.98Co0.02](OH)2前驱体。将238g钛酸四丁酯和150g的乙酸镧溶解于60mL乙醇中，将溶解置于60℃水浴中搅拌使其完全溶解，将729.52g的[Ni0.98Co0.02](OH)2，375.57g的LiOH·H2O,23.14g的Al(OH)3·3H2O溶液中，加入钛酸四丁酯和乙酸镧混合液中并搅拌，然后将溶液过滤、干燥、煅烧，煅烧温度为750℃，时间为8h。最终得到Li[Ni0.888Co0.097Al0.015]O2-3。实施例4Ti掺杂和La4NiLiO8包覆Li[Ni0.888Co0.097Al0.015]O2富镍材料的制备：将257.74g的NiSO4·6H2O和5.62g的CoSO4·7H2O溶解于去离子水中；将8.4g的NaOH溶液和4.5g的氨水加入到反应器中，然后将NiSO4和CoSO4溶液在氮气的保护下，加入到反应器中，得到[Ni0.98Co0.02](OH)2前驱体。将238g钛酸四丁酯和150g的乙酸镧溶解于60mL乙醇中，将溶解置于60℃水浴中搅拌使其完全溶解，将809.95g的[Ni0.98Co0.02](OH)2，408.37g的LiOH·H2O,22.31g的Al(OH)3·3H2O溶液中，加入钛酸四丁酯和乙酸镧混合液中并搅拌，然后将溶液过滤、干燥、煅烧，煅烧温度为720℃，时间为10h。最终得到Li[Ni0.888Co0.097Al0.015]O2-4。实施例5...

【技术保护点】
1.一种Ti掺杂和La

【技术特征摘要】
1.一种Ti掺杂和La4NiLiO8包覆的富镍正极材料的制备方法，其步骤如下：
(1)将NiSO4·6H2O和CoSO4·7H2O溶于水，在反应器中加入NaOH溶液和氨水，然后将NiSO4和CoSO4的混合溶液加入到反应器中，过滤、干燥，得到前驱体[Ni0.98Co0.02](OH)2；
(2)将钛酸四丁酯和乙酸镧溶解于乙醇中，将前驱体[Ni0.98Co0.02](OH)2、LiOH·H2O和Al(OH)3·3H2O加入到钛酸四丁酯和乙酸镧混合液中，反应完毕，过滤、干燥、煅烧，即得到Ti掺杂和La4NiLiO8包覆富镍正极材料。


2.根据权利要求1所述的一种Ti掺杂和La4NiLiO8包覆富镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述NiSO4·6H2O:CoSO4·7H2O的摩尔比为98:2。


3.根据权利要求1所述的一种Ti掺杂和La4NiLiO8包覆富镍正极材料的制备方法，其特征在于：所述NaOH...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志远，蔡浩，王聪，张天赐，
申请(专利权)人：湖北锂诺新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42