具有蛋黄结构的高电压氮掺杂镍锰酸锂电极材料及其储锂应用制造技术

本发明专利技术公开了一种利用碳酸氢氨沉淀剂制备具有类蛋黄结构的氮掺杂镍锰酸锂电极材料的方法。该方法是以碳酸氢铵作为沉淀剂，以水溶性金属盐（硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、硫酸锰、氯化锰等）分别作为镍源和锰源，将碳酸氢氨沉淀剂缓慢滴加到金属离子溶液中，形成碳酸盐前驱体沉淀。水浴中搅拌，在室温下老化。离心分离，烘干后加入乙酸锂研磨，在马弗炉中煅烧得到氮掺杂镍锰酸锂。所制备蛋黄结构有利于缩短锂离子的传输路径，增加反应界面，同时氮掺杂有助于形成Ni

【技术实现步骤摘要】
具有蛋黄结构的高电压氮掺杂镍锰酸锂电极材料及其储锂应用


[0001]本专利技术属于电化学储能器件领域，提供了一种共沉淀法制备具有类蛋黄结构的掺氮镍锰酸锂电极材料的方法，以及在锂离子电池中的应用。

技术介绍

[0002]自从20世纪90年代初索尼公司首次将锂离子电池商业化以来，锂离子电池已经广泛应用于便携式设备、电动汽车和混合动力汽车，彻底改变了我们的生活方式。与其他电池系统如镍镉、镍金属氢化物、铅酸电池相比，锂离子电池具有高能量密度、高输出潜力、低自放电、工作温度范围广等优点。2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池的发展，进一步肯定了锂离子电池商业化的成功。然而，由于电动汽车和混合动力汽车有限的能量密度，现有的商用锂离子电池是目前电动汽车和混合动力汽车快速发展的限制因素。考虑到正极材料在最先进的锂离子电池中占了高重量和成本，用更便宜和更高能量密度的材料替代这些材料是提高电池能量密度的关键。
[0003]现在商业化的磷酸铁锂电池能量密度不高，不能满足消费者的出行要求；而采用三元（镍钴锰、镍钴铝）电池的新能源汽车近几年在充电静置的过程中极易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用碳酸氢氨沉淀剂制备具有类蛋黄结构的氮掺杂镍锰酸锂电极材料的方法，其特征在于包含如下的步骤：(a) 碳酸氢铵沉淀剂：碳酸氢氨作为沉淀剂，将其溶于去离子水中，充分溶解，形成碳酸氢铵透明溶液；(b) 前驱体的制备：通过加入沉淀剂，使锰离子和镍离子同时沉淀得到复合金属碳酸盐；(c) 具有“类蛋黄”结构镍锰酸锂微球的制备：所制备碳酸盐前驱体与乙酸锂水溶液充分混合，干燥后在马弗炉中煅烧，制得镍锰酸锂球形颗粒；(d) 氮掺杂镍锰酸锂的制备：由于铵根离子的存在，在煅烧过程中形成以Ni
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N和Mn
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N键合为主的氮掺杂镍锰酸锂。2.根据权利要求1所述的具有类蛋黄结构的氮掺杂镍锰酸锂电极材料的制备方法，其特征在于：在步骤a中，碳酸氢铵不仅可以作为沉淀剂还可以作为氮源，实现氮在镍锰酸锂晶粒中的原位掺杂。3.根据权利要求1所述的具有类蛋黄结构的氮掺杂镍锰酸锂电极材料的制备方法，其特征在于：在步骤b中，加入的碳酸氢铵沉淀剂浓度为0.3
‑
1.0 mol L
‑1，缓慢滴加到无水乙醇与去离子水比例为1:2的硫酸锰与硫酸镍混合溶液中，加入乙醇的目...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳伟，李明珠，段志鹏，杜永旭，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：