锂电池三元正极材料循环性能的改进方法技术

技术编号:3872574 阅读:1066 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种锂电池三元正极材料循环性能的改进方法,包括下述步骤:检测:对锂电池三元正极材料进行检测分析,得到碳酸锂的含量;配比反应:根据碳酸锂的含量,按照化学反应式:TiO↓[2]+Li↓[2]CO↓[3]=Li↓[2]TiO↓[3]+1/2CO↓[2]的配比加入二氧化钛,混合均匀烧结,烧结后得到新的含Li↓[2]TiO↓[3]的锂电池三元正极材料。本发明专利技术锂电池三元正极材料循环性能的改进方法根据现有的锂电池三元正极材料中碳酸锂的含量,按照Li↓[2]TiO↓[3]化学反应式的配比加入二氧化钛,烧结后得到含Li↓[2]TiO↓[3]的锂电池三元正极材料,相较于现有的锂电池三元正极材料具有更佳的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池领域,更具体地说,涉及一种锂电池三元正极材料循环 性能的改进方法。
技术介绍
能源问题是关系到全世界可持续发展的关键问题,寻求和开发可替代的二 次能源是世界各国的重要国策。锂离子电池是最近十多年来迅猛发展起来的一 种高能电池,已经成为二次能源的首选。与其它电池相比,锂离子电池具有电 压高、比能高、循环周期长、环境污染小等优势,因此具有广阔的应用前景。正极材料是锂离子电池的重要组成部分,也是锂离子电池中成本最高的部分。目前常用的正极材料为钴酸锂(LiCo02),然而钴酸锂的年需求量已超过l万吨,从而导致钴价大幅攀升,钴资源短缺已开始制约产业发展。新型锂离子正极材料一三元正极材料镍钴锰酸锂是一 种性价比较高的材料,其制作方法是将一定比例的镍盐、锰盐、钴盐混合溶解, 一定比例的氢氧化钠溶解,然后盐和碱控制一定的流量和PH值反应生成前躯 体,将前躯体干燥,与一定比例的碳酸锂混合、烧结而成。和钴酸锂比较,三 元材料有相同的上下限电压,与电解液的相容性好,而且安全性也相对较好, 成为近年来锂离子电池正极材料研究的热点,也是受广大电芯厂家所喜爱的正 极材料。为了使三元正极材料更具优异性,随着技术的发展,三元材料的循环 性能还需继续改善。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于,针对现有的锂电池三元正极材料的性能需 要改善的问题,提供一种,能够使锂电池三元正极材料循环性能得到有效的提高。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种锂电池三元正极材料循环性能的改进方法,包括下述步骤检测对锂电池三元正极材料进行检测分析,得到碳酸锂的含量; 配比反应根据碳酸锂的含量,按照化学反应式Ti02 + Li2C03==Li2Ti03+ 1/2C02的配比加入二氧化钛,烧结后得到含Li2Ti03的锂电池三元正极材料。 在本专利技术所述的中,所述检测步骤之前还包括制备步骤制备锂电池三元正极材料。在本专利技术所述的中,在配比反应 步骤中,所述碳酸锂和二氧化钛通过湿法球磨混料、干燥后,再进行烧结。 在本专利技术所述的中,在配比反应步骤中,烧结温度小于90(TC。在本专利技术所述的中,所述二氧化 钛的百分含量小于1%。实施本专利技术,具有如下有益效果根据现有的锂电池三元正极材料中碳酸锂的含量,按照Li2Ti03化学反应式的配比加入二氧化钛,烧结后得到新的含 Li2Ti03的锂电池三元正极材料,相较于现有的锂电池三元正极材料具有更佳 的循环性能。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明,附图中图1是实施例2中的现有的锂电池三元正极材料的XRD图2是实施例2中的含Li2Ti03的锂电池三元正极材料的XRD图3是实施例2中的含Li4Ti50u的锂电池三元正极材料的XRD图4是实施例2中的三种不同成品在42 44°处的峰值比较;图5是实施例1中的三种不同成品的循环曲线图6是实施例2中的三种不同成品的循环曲线图7是实施例3中的三种不同成品的循环曲线图。具体实施例方式本专利技术的,包括下述步骤 步骤一制备现有的锂电池三元正极材料,本步骤可通过现有技术实现。 步骤二:对现有的锂电池三元正极材料进行检测分析,得到碳酸锂的含量; 步骤三根据成品料中碳酸锂的含量,按照适量化学反应式加入一定比例 的二氧化钛,烧结后得到所需的含Li2Ti03的锂电池三元正极材料。适量化学反应式为Ti02 + Li2C03 = Li2Ti03 + 1/2C02 。 在本步骤中,若加入的二氧化钛过量,则可能按过量化学反应式发生反应 生成含Li4Ti5012的锂电池三元正极材料。过量化学反应式为5Ti02 + 2Li2C03 + 202 == Li4Ti5012 + 4C02 。 以下通过具体实施例来对本专利技术的锂电池三元正极材料循环性能的改进方法进行说明和试验证实 实施例1:比较例l.l:制备现有的锂电池三元正极材料加入摩尔比为0.4: 0.4: 0.2的镍、锰、钴的硫酸盐溶液16L (包括硫酸镍3420g,硫酸锰2138g,硫酸钴1851g,纯水14.5L)与4mol/L的氢氧化钠 16L反应,调节搅拌速度为200转/min,盐溶液流量为10ml/min,调节碱溶液 流量,使PH值保持在10-11之间,进行陈化反应,反应完毕后,继续搅拌半 小时,然后把浆料放到离心机内,去水后,然后放入烘箱干燥,干燥完毕后, 称量lKg前躯体,0.446Kg碳酸锂,在混料器中混合均匀,然后在1000度烧 结15h,将烧结得到的成品料粉碎,完成后进行分级处理,制备得到现有的锂 电池三元正极材料。实施例1.2:制备含Li2Ti03的锂电池三元正极材料1) 、对比较例1.1中的锂电池三元正极材料的成品料进行化学检测后,得 到碳酸锂含量是1400ppm左右。2) 、称取比较例1.1中的成品料100g,根据成品料中碳酸锂的含量 (1400ppm左右),按照适量化学反应式,称取二氧化钛0.2g,湿法球磨混料、干燥、800度烧结4个小时,得到所需的含Li2Ti03的锂电池三元正极材料。5比较例1.3:制备含Li4Ti5012的锂电池三元正极材料1)、称取比较例1.1中的成品料100g,根据成品料中碳酸锂的含量 (1400ppm左右),按照过量化学反应式,称取二氧化钛0.5g,湿法球磨混料、 干燥、800度烧结4个小时,得到所需的含1^4115012的锂电池三元正极材料。如图5所示,是实施例1中的三种不同成品的循环曲线图,图示的横坐标 为循环周期,图示中的纵坐标为容量。从图示中可以看出,实施例1.2制备出 的含Li2Ti03的锂电池三元正极材料的循环性能优于比较例1.1制备出的现有 的锂电池三元正极材料、以及比较例1.3制备出的含Li4TisO,2的锂电池三元正 极材料的循环性能。实施例2:比较例2.1:制备现有的锂电池三元正极材料加入摩尔比为0.5: 0.3: 0.2的镍、锰、钴的硫酸盐溶液16L(包括硫酸镍 4276g,硫酸锰1604g,硫酸钴1851g,纯水14.5L)与4mol/L的氢氧化钠16L 反应,调节搅拌速度为200转/min,盐溶液流量为10ml/min,调节碱溶液流量, 使PH值保持在10-11之间,进行陈化反应,反应完毕后,继续搅拌半小时, 然后把浆料放到离心机内,去水后,然后放入烘箱干燥,干燥完毕后,称量 1Kg前躯体,0.446Kg碳酸锂,在混料器中混合均匀,然后在900度烧结15h, 将烧结得到的成品料粉碎,完后进行分级处理,制备得到现有的锂电池三元正 极材料。实施例2.2:制备含Li2Ti03的锂电池三元正极材料1) 、对比较例1.1中的锂电池三元正极材料的成品料进行化学检测后,得 到碳酸锂含量是2400ppm左右。2) 、称取比较例1.1中的成品料100g,根据成品料中碳酸锂的含量 (2400ppm左右),按照适量化学反应式,称取二氧化钛0.35g,湿法球磨混料、干燥、800度烧结4个小时,得到所需的含Li2Ti03的锂电池三元正极材料。 比较例2.3:制备含Li4Ti5012的锂电池三元正极材料 1)、称取比较例1.1中的成品料100g,根据成品料中碳酸锂的含量(2400ppm左右),按照过量化学反应式,称取二氧化钛0.88g,湿法球磨混料、 干燥、800度烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池三元正极材料循环性能的改进方法,其特征在于,包括下述步骤: 检测:对锂电池三元正极材料进行检测分析,得到碳酸锂的含量; 配比反应:根据碳酸锂的含量,按照化学反应式:TiO↓[2]+Li↓[2]CO↓[3]==Li↓[2 ]TiO↓[3]+1/2CO↓[2]的配比加入二氧化钛,烧结后得到含Li↓[2]TiO↓[3]的锂电池三元正极材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王伟东王海涛
申请(专利权)人:深圳市天骄科技开发有限公司
类型:发明
国别省市:94[中国|深圳]

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