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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池领域,特别是涉及一种介孔型富锂锰基正极材料及其制备方法、电池正极和锂电池。
技术介绍
1、锂离子电池作为一种可充电电池,广泛应用于移动电子设备、电动汽车等领域。随着锂离子电池使用范围的扩大,锂离子电池各方面性能指标的要求也越来越高。拥有高克容量、低成本、高安全性能的富锂锰基正极材料是锂离子电池优选的正极材料之一,但是富锂锰基正极材料也存在锂离子传输性能差、倍率性能不足等缺陷,限制了其商业化使用。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对富锂锰基正极材料中锂离子传输性能不足、倍率性能差的问题,提供一种介孔型富锂锰基正极材料及其制备方法、电池正极和锂电池。
2、本专利技术提供的技术方案为:
3、一种介孔型富锂锰基正极材料的制备方法,包括:
4、将锂源、镍源、钴源、锰源和氧化铝同时混合,以在所述氧化铝上生长富锂锰基前驱体;
5、对所述氧化铝和所述富锂锰基前驱体同时进行干燥和煅烧,以使所述富锂锰基前驱体转换为富锂锰基正极材料;
6、对所述富锂锰基正极材料进行碱洗,以去除所述氧化铝,由此获得介孔型富锂锰基正极材料。
7、本专利技术所述富锂锰基前驱体在煅烧过程中混合有氯化锂。
8、本专利技术所述富锂锰基前驱体的干燥煅烧依次过程包括:
9、步骤1031:以1-5℃/min的升温速度升温至300~600℃,保温1-3h,以使所述富锂锰基前驱体转换为富锂锰基中间体,而后以1-3℃/mi
10、步骤1032:在富锂锰基中间体中混入氯化锂,以1-5℃/min的升温速度升温至600-700℃,以使氯化锂熔化并与所述富锂锰基中间体接触,而后以0.1-0.5℃/min的升温速度从600-700℃升温至900-1000℃,以使富锂锰基中间体逐步转换为富锂锰基正极材料,然后以0.1-0.5℃/min的降温速率降温至600-700℃,之后自然冷却至室温。
11、本专利技术所述氧化铝的规格为msu-x。
12、本专利技术锂源、镍源、钴源、锰源和氧化铝还同时混合有柠檬酸和/或聚乙二醇。
13、本专利技术碱洗过程使用5-30wt%的naoh水溶液。
14、一种介孔型富锂锰基正极材料,通过制备方法获得。
15、本专利技术化学式为li1.2mn0.54ni0.13co0.13o2。
16、一种电池正极,包括介孔型富锂锰基正极材料。
17、一种锂电池,包括电池正极。
18、本专利技术的有益效果为:
19、氧化铝不会和镍源、钴源、锰源、锂源反应,且其具有很高的熔点,具有耐高温的特性,因此氧化铝能够作为骨架结构,在富锂锰基前驱体的生长过程以及富锂锰基前驱体转换成富锂锰基正极材料的过程中保持结构稳定,由此氧化铝对富锂锰基正极材料的微观形貌形成充分起到了引导作用。
20、氧化铝作为两性氧化物,能够通过强碱清除,且强碱不会破坏富锂锰基正极材料的表面形貌以及化学结构,由此通过碱洗移除氧化铝后富锂锰基正极材料便自然形成了介孔结构。
21、介孔的孔径在2-50nm之间,孔径较小,并不会明显降低富锂锰基正极材料的压实密度,因此也就不会对锂电池的能量密度产生明显的不利影响。另一方面,介孔提供了锂离子的传输通道,使得富锂锰基正极材料中锂离子的迁移能力得到了提升。
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1.一种介孔型富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的介孔型富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,所述富锂锰基前驱体在煅烧过程中混合有氯化锂。
3.根据权利要求2所述的介孔型富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,所述富锂锰基前驱体的干燥煅烧依次过程包括:
4.根据权利要求1所述的介孔型富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,所述氧化铝的规格为MSU-X。
5.根据权利要求1所述的介孔型富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,锂源、镍源、钴源、锰源和氧化铝还同时混合有柠檬酸和/或聚乙二醇。
6.根据权利要求1所述的介孔型富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,碱洗过程使用5-30wt%的NaOH水溶液。
7.一种介孔型富锂锰基正极材料,其特征在于,通过如权利要求1-6任一权利要求所述的制备方法获得。
8.根据权利要求7所述的介孔型富锂锰基正极材料,其特征在于,化学式为Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2。
9.一种电池正极,其特征在于,包
10.一种锂电池,其特征在于,包括如权利要求9所述的电池正极。
...【技术特征摘要】
1.一种介孔型富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的介孔型富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,所述富锂锰基前驱体在煅烧过程中混合有氯化锂。
3.根据权利要求2所述的介孔型富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,所述富锂锰基前驱体的干燥煅烧依次过程包括:
4.根据权利要求1所述的介孔型富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,所述氧化铝的规格为msu-x。
5.根据权利要求1所述的介孔型富锂锰基正极材料的制备方法,其特征在于,锂源、镍源、钴源、锰源和氧化铝还同时混合有柠檬...
【专利技术属性】
技术研发人员:李子林,丁赵波,杨艺,金勤伟,邵珺,张宇,
申请(专利权)人:烯谷浙江科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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