【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池正极材料技术，具体是一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料。
技术介绍
1、21世纪人类面临着能源短缺、环境恶化等问题，工业化发展带来的一系列后果使得人们开始注重环境保护、可再生能源的利用等。锂离子电池因为有较高的能量密度，在各种便携类器件以及大型储能设备中广泛应用并占据大部分市场份额，成为目前最主要的动力能源之一。其中，锂离子电池的容量发挥很大程度上受正极材料限制，目前人们追求能量密度更高的正极材料，其中富镍层状过渡金属氧化物(li n i xcoymn1-x-yo2，ncm)脱颖而出。
2、ncm因为具有较高的容量(＞200mah/g)，以及较低的成本被认为是下一代电动汽车锂离子电池的热点材料之一。但是ncm材料也存在循环稳定性差、热稳定性差、安全性差等的特点，阻碍了ncm正极材料的广泛应用，阻碍了我国向清洁能源转型的进程。
3、稀土金属的离子半径较大，与氧可以形成稳定的共价键，因此掺杂进入层状结构间隙将会有效提高脱锂后的结构稳定性，缓解充放电过程中的晶格应变，进而提升材料的电化学性能。然而过去的文献报道，稀土离子因为容易形成杂质相而难以掺入高镍材料晶格，而且传统的固相研磨混合方法易导致掺杂源与主元素混合不均匀，导致无法改善高镍正极材料的晶体结构稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料，所述方法制备的高镍材料具有较好的循环稳定性。
2、
3、两段烧制，稀土盐溶液浸渍，紫外光源照射，所述两段烧制，稀土盐溶液浸渍，紫外光源照射顺序不可颠倒；
4、具体为：将锂源、高镍前驱体混合均匀，经两段煅烧制备正极材料；将制得的正极材料泡在稀土盐的无水乙醇溶液中超声，并用紫外线灯源照射以减小带隙提高电导率，烘干得到稀土掺杂的高镍锂离子电池正极材料。
5、进一步，所述正极材料化学组成为li(nixcoymn1-x-y)1-mrmo2，x≥0.6。
6、进一步，所述烧结程序采用“两段匀速控温-保温法”，具体为：第一段烧结温度为450～600℃，保温4～6h，第二段烧结温度比第一段高200℃，保温时间为第一段的两倍，全过程升温速率为2℃/min，在氧气氛下，该两段匀速控温-保温程序任意过程不可更改。
7、进一步，所述紫外灯源管压为50v±10v，瓦数为6w，照射时间为20～40min，辐射波长为365nm，并保证在暗室中进行。
8、进一步，所述稀土盐为镧、钐、铥、镥的六水硝酸盐中的一种或几种，配置成无水乙醇溶液浓度为5～7mmo l/l，超声期间保证快速连续搅拌，使两者充分混合均匀。
9、进一步，所述紫外线强光源照射在提高高镍材料导电性的同时，有助于促进高镍材料结构中原键合的断裂，从而促进稀土离子的掺入。
10、所述的一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料的改性方法，其特征在于：所述稀土离子(r)源、高镍前驱体、锂源的摩尔比为
11、m:1-m:(1.01～1.03)，其中，m＝0.003～0.01，由于稀土金属离子半径较大，掺入高镍材料晶格间隙增大晶胞体积，层间距扩大有助于li+扩散，与氧较强的结合能有助于维持层状结构。
12、本专利技术与现有的技术相比的优点在于：
13、1、本专利技术制备所得的稀土掺杂高镍材料具有较好的结构稳定性；稀土元素通过掺入晶格内部，正极材料电化学稳定性有所提升；本专利技术所提供的制备工艺简单，减少了步骤繁琐带来的误差，利于推动商业化应用。
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1.一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于：所述正极材料化学组成为Li(NixCoyMn1-x-y)1-mRmO2，x≥0.6。
3.根据权利要求1所述的一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于：所述烧结程序采用“两段匀速控温-保温法”，具体为：第一段烧结温度为450～600℃，保温4～6h，第二段烧结温度比第一段高200℃，保温时间为第一段的两倍，全过程升温速率为2℃/min，在氧气氛下，该两段匀速控温-保温程序任意过程不可更改。
4.根据权利要求1所述的一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于：所述紫外灯源管压为50V±10V，瓦数为6W，照射时间为20～40min，辐射波长为365nm，并保证在暗室中进行。
5.根据权利要求1所述的一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于：所述稀土盐为镧、钐、铥、镥的六水硝酸盐中的一种或几种，配置成无水乙醇溶液浓度为5～7mmol/L，超声期间保证快速
6.根据权利要求4所述的一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于：所述紫外线强光源照射在提高高镍材料导电性的同时，有助于促进高镍材料结构中原键合的断裂，从而促进稀土离子的掺入。
7.根据权利要求1-6所述的一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料的改性方法，其特征在于：所述稀土离子(R)源、高镍前驱体、锂源的摩尔比为m:1-m:(1.01～1.03)，其中，m＝0.003～0.01，由于稀土金属离子半径较大，掺入高镍材料晶格间隙增大晶胞体积，层间距扩大有助于Li+扩散，与氧较强的结合能有助于维持层状结构。
...【技术特征摘要】
1.一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于：所述正极材料化学组成为li(nixcoymn1-x-y)1-mrmo2，x≥0.6。
3.根据权利要求1所述的一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于：所述烧结程序采用“两段匀速控温-保温法”，具体为：第一段烧结温度为450～600℃，保温4～6h，第二段烧结温度比第一段高200℃，保温时间为第一段的两倍，全过程升温速率为2℃/min，在氧气氛下，该两段匀速控温-保温程序任意过程不可更改。
4.根据权利要求1所述的一种稀土离子掺杂的高镍锂离子电池正极材料，其特征在于：所述紫外灯源管压为50v±10v，瓦数为6w，照射时间为20～40min，辐射波长为365nm，并保证在暗室中进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢伟，郑淑欣，崔永朋，宋以俊，邱智健，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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