一种MOF包覆的三元正极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种MOF包覆的三元正极材料及其制备方法与应用。本发明专利技术包括以下步骤：1)将MOF材料Fe2(DHBQ)3与Li2O在有机溶剂中混合，分离、干燥、过筛，得到混合粉体，将混合粉体预热，得到改性的MOF材料Fe2(DHBQ)3；2)将混合盐溶液、锂盐溶液、螯合剂溶液混合后进行水热处理，得到前驱体固溶体，混合盐溶液为镍盐、钴盐和锰盐的混合溶液；前驱体固溶体经过烧结即得三元正极材料；3)将改性的MOF材料Fe2(DHBQ)3在超临界流体溶剂中达到饱和状态；然后将饱和的Fe2(DHBQ)3超临界流体溶液喷出到铺散的三元正极材料中，反应后，即得到MOF包覆的三元正极材料。本发明专利技术通过包覆Fe2(DHBQ)3，提高了三元正极材料的结构稳定性、电导性及安全性，且制备方法简单易行，包覆效果好，能够有效提升锂离子电池的性能。锂离子电池的性能。锂离子电池的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种MOF包覆的三元正极材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于二次电池
，具体涉及一种MOF包覆的三元正极材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着新能源的发展，锂离子电池发展迅速，在锂离子电池材料中，正极材料作为重要的关键材料之一，对决定电池的性能具有重要意义。
[0003]目前的大部分三元正极材料是由一次颗粒团聚而成的二次大颗粒，晶体缺陷较多，颗粒不均匀，电池一致性较差，使得一方面三元正极材料与电解液的接触面积小，不利于锂离子的迁移；另一方面二次颗粒团聚的材料颗粒粒径较大，其中，D50大部分在10μm以上，压实一般较小，不利于电池能量密度的提升。而如何有效增加正极材料与电解液间的接触面积以及提高正极材料结构稳定，是提高电池使用寿命的关键。
[0004]目前针对上述问题，主要采用的方式是制备包覆或掺杂型单晶正极是很好的解决方案，而这些方法仍然存在有很大的局限性，比如步骤复杂，掺杂不够均匀，或者退火温度太高，易使结构锂脱出而造成结构表面残锂过多，影响材料性能。

技术实现思路

[0005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOF包覆的三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：1)将MOF材料Fe2(DHBQ)3与Li2O在有机溶剂中混合，分离、干燥、过筛，得到混合粉体，将所述混合粉体预热，得到改性的MOF材料Fe2(DHBQ)3；2)将混合盐溶液、锂盐溶液、螯合剂溶液混合后进行水热处理，得到前驱体固溶体，所述混合盐溶液为镍盐、钴盐和锰盐的混合溶液；所述前驱体固溶体经过烧结即得三元正极材料；3)将所述改性的MOF材料Fe2(DHBQ)3在超临界流体溶剂中达到饱和状态，得到饱和的Fe2(DHBQ)3超临界流体溶液；然后通过节流装置将所述饱和的Fe2(DHBQ)3超临界流体溶液喷出到铺散的所述三元正极材料中，反应后，即得到MOF包覆的三元正极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述预热的温度为130～180℃，时间为2～5h；步骤2)中所述水热处理的温度为140～160℃；步骤3)中，所述反应的时间为10～15min。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，制备所述MOF材料Fe2(DHBQ)3的方法按照如下步骤：将配置好的饱和FeCl3溶液逐滴加入到沸水中，直至液体呈红褐色停止加热，得到Fe(OH)3胶体；待所述Fe(OH)3胶体温度降至55～75℃时，加入其1.5倍摩尔量的DHBQ配体，在空气气氛中反应15～35min，反应结束后过滤、干燥、过筛，即得深棕色的目标产物粉体Fe2(DHBQ)3。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、聚丙烯醇、正丁醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和丙酮中的至少一种；所述F...

【专利技术属性】
技术研发人员：林浩，郑刚，汪宇，卫振，黄鹏鹏，
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：