通过聚合铝复合前驱物制备多离子掺杂的三元材料制造技术

本发明专利技术涉及通过聚合铝复合前驱物制备多离子掺杂的三元材料，其特征在于制备过程由以下步骤组成：将镍的化合物、钴的化合物、锰的化合物、掺杂离子的化合物和湿磨介质制备的混合物2和聚合铝溶液制备的稀释溶液进行混合，滴加氨水和氢氧化钠的混合溶液，经过陈化、过滤、洗涤、干燥步骤制备前驱物3。在空气气氛中烧结，制得前驱物4，再与锂的化合物混合均匀。最后于纯氧气氛中，采用程序升温法制得多离子掺杂的三元材料。

Preparation of multi ion doped ternary materials by polyaluminium composite precursor

【技术实现步骤摘要】
通过聚合铝复合前驱物制备多离子掺杂的三元材料
本专利技术属于电池电极材料制备的
，涉及一种可用于锂电池、锂离子电池、聚合物电池和超级电容器的掺杂三元材料的新的制备方法。技术背景正极材料很大程度决定了锂离子电池的性能。三元材料融合了LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4的特点，具有可逆容量高、成本低、毒性低等优点。三元材料可表示为：LiNixCoyMnzO2（其中，x+y+z=1）。根据化学式中镍、钴、锰离子摩尔比的不同，可将三元材料分为不同类型。如，镍、钴、锰的摩尔比（x∶y∶z）为3∶3∶3的三元材料，简称333型；镍、钴、锰的摩尔比为5∶2∶3的三元材料称为523型；镍、钴、锰的摩尔比为8∶1∶1的三元材料称为811型，还有类似的其它类型等。333型、523型、622型和811型三元材料均具有α-NaFeO2型的层状结构。在三元材料中，镍、钴、锰元素的化合价分别是+2价、+3价和+4价。Ni为主要活性元素。从理论上来看，镍的相对含量越高，三元材料理论的放电容量越高。目前，共沉淀法成为制备镍、钴、锰三元材料的重要方法。共本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.通过聚合铝复合前驱物制备多离子掺杂的三元材料，其特征在于制备过程由以下步骤组成：/n（1）将聚合铝溶液用水稀释至[AlO

【技术特征摘要】
1.通过聚合铝复合前驱物制备多离子掺杂的三元材料，其特征在于制备过程由以下步骤组成：
（1）将聚合铝溶液用水稀释至[AlO4Al12(OH)24(H2O)l2]7+形态的浓度在0.01～2000mmol/L范围内，获得稀释溶液；
（2）按照镍、钴、锰、锂、掺杂离子的摩尔比x：y：z：k：m分别称取镍的化合物、钴的化合物、锰的化合物、锂的化合物和掺杂离子的化合物；
（3）将镍的化合物、钴的化合物、锰的化合物和掺杂离子的化合物混合，得到混合物1；加入混合物1总体积的1～25倍体积的湿磨介质，混合均匀，得到混合物2；
（4）按照体积比1:(1～100)将混合物2与稀释溶液均匀混合；在惰性气氛和在50～80℃温度区间，在反应体系中滴加氨水和氢氧化钠的混合溶液，使反应体系的酸度保持在pH10.5～13.5范围内；溶液中镍、钴、锰和掺杂离子完全沉淀后，于50～90℃温度区间的任一温度陈化24～48h，过滤和洗涤制备的沉淀物，制得前驱物2；
（5）将前驱物2在140～230℃区间的任一温度真空干燥，制得干燥的前驱物3或者于140～230℃区间的任一温度，用喷雾干燥的方法制备干燥的前驱物3；
（6）将前驱物3置于空气气氛中，在300～650℃区间的任一温度烧结2～48h，制得前驱物4；
（7）将前驱物4与称取的锂的化合物通过混合设备混合均匀，得到前驱物5；
（8）将前驱物5置于纯氧气氛中，采用程序升温法制得多离子掺杂的三元材料；
所述的镍、钴、锰、锂、掺杂离子的摩尔比x：y：z：k：m同时满足以下关系：(0.28～0.30)：(0.28～0.29)：(0.28～0.29)：(0.92～1.05)：(0.01～0.06)或(0.45～0.49)：(0.17～0.19)：(0.27～0.29)：(0.92～1.05)：(0.01～0.06)或(0.55～0.59)：(0.17～0.19)：(0.17～0.19)：(0.92～1.05)：(0.01～0.06)或(0.75～0.78)：(0.07～0.09)：(0.07～0.09)：(0.92～1.05)：(0.01～0.06)；
所述的三元材料同时满足以下特征：在XRD衍射图上的衍射峰均与JCPDS卡片09-0063的层状α-NaFeO2结构的特征衍射峰相吻合；材料制备的扣式半电池在0.2C倍率电流和第1充放电循环下，相对锂电极恒电流充电至4.6V比4.4V增加充电容量的比率小于25%；XRD衍射图在2θ角20～25°区间没有对应JCPDS卡片...

【专利技术属性】
技术研发人员：童庆松，黎健媚，吴倩，郑思宁，童君开，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建;35