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表面修饰钼酸锂的三元正极材料及其制备方法和锂电池技术

技术编号:40545581 阅读:6 留言:0更新日期:2024-03-05 19:02
本发明专利技术公开一种在三元正极材料表面修饰钼酸锂的方法,所述方法包括:在纯水溶液中加入三元正极材料并施加第一材料修饰操作以获取第一混合液;在所述第一混合液中加入碱性含锂粉末并保持第一温度,以获取第二混合液;在所述第二混合液中加入含钼氧化物粉末以获取第三混合液;对所述第三混合液施加第二材料修饰操作以获取第一固体;研磨所述第一固体以获取表面修饰钼酸锂的三元正极材料。使用本申请提供的在三元正极材料表面修饰钼酸锂的方法,不需要高温反应条件就可以将纳米钼酸锂包覆在三元正极表面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源材料,特别是涉及一种表面修饰钼酸锂的三元正极材料及其制备方法和锂电池


技术介绍

1、锂离子电池具有无记忆效应、高安全性、高比能量、自放电率低等优点,广泛应用于移动设备、笔记本电脑、手机通信以及动力电池等领域。目前,动力电池面临续航里程短、循环性能差和安全性不足等问题,严重制约了其快速发展与应用。近年来,富锂锰基正极材料放电比容量高达300mah/g,其能量密度可突破300wh/kg,被视为新一代动力锂电池的理想选择。然而,富锂锰基正极材料存在首次库仑效率低、倍率性能不佳以及循环稳定性差等缺点,严重阻碍了其商业化进程。

2、研究表明对lmcn材料进行表面包覆,是一种简单高效的表面改性手段。实验结果表明,选择合适的材料包覆层lmcn材料能够提高正极材料的稳定性、倍率性能以及改善循环过程中放电电压不断衰减等问题。常用的表面包覆可分为两种形式:(1)直接用外来材料进行包覆,在正极材料表面形成的保护层;(2)通过对材料表面进行处理,在材料表面通过化学反应引入新的成分,经处理后形成的表面包覆层以达到表面包覆的效果。总的来看,材料表面的包覆即在材料表面通过处理形成新的相,这种新的相需要兼顾导离子能力,导电能力和稳定性。但是现有的将钼酸锂包被在正极材料表面的方法为:将富锂锰基材料与mo源和li源和球磨助剂一起球磨分散,再在400-950℃进行二次烧结,得到li2moo4包覆富锂锰基层状氧化物正极材料。但是这种方法需要高温烧结,能耗高,工艺复杂。


技术实现思路

1、本专利技术实施例所要解决的技术问题在于,如何提供一种在三元正极材料表面修饰钼酸锂的方法,能够不需要高温煅烧手段,工艺简单且低能耗地用纳米钼酸锂修饰三元正极材料表面。

2、为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种在三元正极材料表面修饰钼酸锂的方法,所述方法包括:在纯水溶液中加入三元正极材料并施加第一材料修饰操作以获取第一混合液;在所述第一混合液中加入碱性含锂粉末并保持第一温度,以获取第二混合液;在所述第二混合液中加入含钼氧化物粉末以获取第三混合液;对所述第三混合液施加第二材料修饰操作以获取第一固体;研磨所述第一固体以获取表面修饰钼酸锂的三元正极材料。

3、在一个可行的实现方式中,所述碱性含锂粉末为氢氧化锂粉末,所述含钼氧化物为氧化钼粉末。

4、在一个可行的实现方式中,所述三元正极材料的化学式为linixcoymn1-x-yo2;其中,0<x<1,0<y<1,x+y<1。

5、在一个可行的实现方式中,所述表面修饰钼酸锂的三元正极材料中钼酸锂质量含量为1%~5%。

6、在一个可行的实现方式中,所述第一混合液中三元正极材料与纯水的质量比为10%~40%。

7、在一个可行的实现方式中,其特征在于,所述第一温度为60℃~80℃。

8、在一个可行的实现方式中,所述第二混合液中氢氧化锂与三元正极材料的质量比为0.39%~1.95%。

9、在一个可行的实现方式中,所述氧化钼的添加质量为三元材料质量的0.83%~4.14%。

10、在一个可行的实现方式中,所述第三混合液中氧化钼的与氢氧化锂的摩尔比为1:2~1:2.02。

11、在一个可行的实现方式中,所述第一材料修饰操作包括:超声分散所述纯水溶液中的三元正极材料。

12、在一个可行的实现方式中,所述第二材料修饰操作包括:搅拌并蒸干所述第三混合液,搅拌速度为500rpm/min~2000rpm/min。

13、相应地,本专利技术还提供了一种表面修饰钼酸锂的三元正极材料,所述表面修饰钼酸锂的三元正极材料由如上述任一项所述方法制备得到。

14、相应地,本专利技术还提供了一种锂电池,所述锂电池包括如上述所述的表面修饰钼酸锂的三元正极材料。

15、实施本专利技术,具有如下有益效果:

16、使用本申请提供的在三元正极材料表面修饰钼酸锂的方法,不需要高温反应条件就可以将纳米钼酸锂包覆在三元正极表面。三元正极材料在钼酸锂的保护下,降低了三元正极材料与电解液接触发生的副反应,钼酸锂作为一种锂离子导体,提供一种三维的锂离子传输通道,能够抑制容量衰减,缓解电压降并提高材料离子电导率能力等问题。

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【技术保护点】

1.一种在三元正极材料表面修饰钼酸锂的方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述碱性含锂粉末为氢氧化锂粉末,所述含钼氧化物为氧化钼粉末。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述三元正极材料的化学式为LiNixCoyMn1-x-yO2;其中,0<x<1,0<y<1,x+y<1。

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述表面修饰钼酸锂的三元正极材料中钼酸锂质量含量为1%~8%。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一混合液中三元正极材料与纯水的质量比为10%~40%;所述第一温度为60℃-80℃。

6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第二混合液中氢氧化锂与三元正极材料的质量比为0.39%~1.95%。

7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第三混合液中氧化钼的与氢氧化锂的摩尔比为1:(2~2.02)。

8.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一材料修饰操作包括:超声分散所述纯水溶液中的三元正极材料;所述第二材料修饰操作包括:搅拌并蒸干所述第三混合液,搅拌速度为500rpm/min~2000rpm/min。

9.一种表面修饰钼酸锂的三元正极材料,其特征在于,所述表面修饰钼酸锂的三元正极材料由如权利要求1-8任一项所述方法制备得到。

10.一种锂电池,其特征在于,所述锂电池包括如权利要求9所述的表面修饰钼酸锂的三元正极材料。

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【技术特征摘要】

1.一种在三元正极材料表面修饰钼酸锂的方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述碱性含锂粉末为氢氧化锂粉末,所述含钼氧化物为氧化钼粉末。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述三元正极材料的化学式为linixcoymn1-x-yo2;其中,0<x<1,0<y<1,x+y<1。

4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述表面修饰钼酸锂的三元正极材料中钼酸锂质量含量为1%~8%。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一混合液中三元正极材料与纯水的质量比为10%~40%;所述第一温度为60℃-80℃。

6.根据权利要求2所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈德赟曹文卓闫昭李婷
申请(专利权)人:宜宾南木纳米科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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