【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，特别涉及一种铌掺杂钛酸锶包覆锂离子电池正极材料及合成方法和应用。
技术介绍
1、随着锂离子动力电池在全球新能源汽车市场需求量快速提升，为了满足新能源汽车的轻量化和长续航要求，市场对于高能量密度、长寿命的锂离子电池正极材料的需求极为迫切。
2、作为一种表面结构稳定策略，表面包覆可以避免晶粒与电解液的直接接触，减少正极材料与电解液发生副反应及过渡金属元素的溶解，抑制材料在持续循环过程中正极电解质界面膜的增厚，降低电极在充放电过程中的电荷转移电阻，从而改善正极材料的电化学性能。近年来，多种类型的材料被用于锂离子电池正极材料的表面包覆改性，主要分为氧化物、氟化物、含锂化合物以及磷酸盐等，但大多电子电导较差，在提高锂离子电池放电容量方面比较有限。
技术实现思路
1、本专利技术要提供一种铌掺杂钛酸锶包覆锂离子电池正极材料及合成方法和应用，以克服现有正极材料表面包覆层电子电导不足的问题。
2、为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供的一种铌掺杂钛酸锶包覆锂离子电池正极材料及合成方法和应用，包括以下步骤：
3、1)按化学计量比将可溶于水的nb、sr、ti原料溶于水中配制铌掺杂的钛酸锶溶胶，分子式为nbxsr1-xtio3，其中x的取值范围为0≤x≤0.05；
4、2)按一定比例将锂离子或钠离子电池正极材料和铌掺杂的钛酸锶溶胶混合均匀，干燥得到混合粉末；
5、3)混合粉末通过高温热处理获得铌掺杂的钛酸锶包覆的正极材
6、优选的，上述步骤1)中，制备铌掺杂的钛酸锶溶胶的原料是可溶于水的nb、sr和ti的醋酸盐。
7、优选的，上述步骤2)中，锂离子电池正极材料为xli2mno3(1-x)limo2、linixcoymnzo2、linixcoyalzo2、licoo2、li2mno3、limn2o4或lifepo4中的一种，所述xli2mno3(1-x)limo2中，m为过渡金属ni、mn、co中的一种或多种，0≤x≤1；所述linixcoymnzo2和linixcoyalzo2中，x+y+z＝1。
8、优选的，上述步骤2)中，溶胶摩尔量占正极材料的1％～5％。
9、优选的，上述步骤3)中，混合粉末的高温热处理温度为500～1200℃，时间为5～12小时。
10、上述合成方法制得的铌掺杂的钛酸锶包覆的锂离子电池正极材料。
11、上述铌掺杂的钛酸锶包覆的锂离子电池正极材料在锂离子电池领域的应用。
12、与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：
13、1、本专利技术采用溶胶凝胶和固相反应法合成铌掺杂的钛酸锶包覆锂离子电池正极材料，可以充分提高正极材料的电子电导，并提高晶格氧的氧化还原可逆性，最终提高了锂离子电池正极材料的放电容量和循环稳定性。以铌掺杂的钛酸锶包覆的富锂锰氧化物正极材料为例，在0.1c的充放电倍率下，没有包覆改性的材料首次放电容量为219mah/g，改性后首次放电容量高达288mah/g。在1c倍率下改性后的富锂锰氧化物正极材料首次放电容量为212mah/g，经过100次循环后放电容量保持率为87％。
14、2、本专利技术的制备方法中，配制铌掺杂的钛酸锶溶胶的方法简单，包覆工艺简便，原材料价格便宜，适于大规模工业化生产。
15、3、本专利技术制备的正极材料可以广泛应用于锂离子电池领域。
16、附图附明
17、图1是实施例1铌掺杂的钛酸锶包覆的富锂锰氧化物正极材料在0.1c的充放电倍率下的充放电曲线对比图；
18、图2是实施例1铌掺杂的钛酸锶包覆的富锂锰氧化物正极材料在1c的充放电倍率条件下的循环性能。
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1.一种铌掺杂钛酸锶包覆锂离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铌掺杂钛酸锶包覆锂离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤1）中，制备铌掺杂的钛酸锶溶胶的原料是可溶于水的Nb、Sr 和Ti的醋酸盐。
3.根据权利要求1所述的铌掺杂钛酸锶包覆锂离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤2）中，锂离子电池正极材料为xLi2MnO3(1-x)LiMO2、LiNixCoyMnzO2、LiNixCoyAlzO2、LiCoO2、Li2MnO3、LiMn2O4或LiFePO4中的一种，所述xLi2MnO3(1-x)LiMO2中， M为过渡金属Ni、Mn、Co中的一种或多种， 0≤x≤1；所述LiNixCoyMnzO2和LiNixCoyAlzO2中，x+y+z=1。
4.根据权利要求1所述的铌掺杂钛酸锶包覆锂离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤2）中，溶胶摩尔量占正极材料的1%～5%。
5.根据权利要求1所述的铌掺杂钛酸锶包覆锂离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤3）中
6.根据权利要求1所述合成方法制得的铌掺杂的钛酸锶包覆的锂离子电池正极材料。
7.根据权利要求1所述合成方法制得的铌掺杂的钛酸锶包覆的锂离子电池正极材料在锂离子电池领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种铌掺杂钛酸锶包覆锂离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铌掺杂钛酸锶包覆锂离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤1）中，制备铌掺杂的钛酸锶溶胶的原料是可溶于水的nb、sr 和ti的醋酸盐。
3.根据权利要求1所述的铌掺杂钛酸锶包覆锂离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，所述步骤2）中，锂离子电池正极材料为xli2mno3(1-x)limo2、linixcoymnzo2、linixcoyalzo2、licoo2、li2mno3、limn2o4或lifepo4中的一种，所述xli2mno3(1-x)limo2中， m为过渡金属ni、mn、co中...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛旭，王智，何胜楠，折辽娜，武志俊，郑超，杨亚雄，潘洪革，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：
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