【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池材料制备，具体涉及一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池因具备高能量密度、低自放电和微小的记忆效应而在便携式电子设备领域获得广泛应用，早期的电极材料为licoo2，但存在较突出的成本、毒性和安全问题，后又出现了linio2、limno2和limn2o4等类似结构的衍生产品。linio2的合成由于形成了nio2相，导致容量会迅速下降，在较高温度条件，充电状态下的linio2放热分解导致安全问题；由于mn3+的jahn-teller畸变、电解液中mn离子的溶解以及两个立方相的形成和微应变的增长，limno2在热力学上不稳定，在循环过程中会迅速转化为limn2o4，而limn2o4在高温下会出现严重的容量衰减。
2、现有技术中，针对传统电池材料存在的问题，通常采用锂镍钴锰氧化物li(nimnco)o2作为替代品，li(nimnco)o2材料具有容量高、热稳定性好的优点，但也存在着成本相对较高、毒性高以及首次放电循环中的高容量损失的固有缺点。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供了一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，用以解决现有技术中存在的生产成本相对较高、毒性高以及首次放电循环中的高容量损失的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，包括如下步骤：
3、s1：向搅拌釜中加入乙醇作为溶剂，持续搅拌过程中，将碳源加入到乙醇溶剂中，搅拌均匀，使碳源完全溶解于乙醇溶
4、s2：向含碳源乙醇溶剂中加入锆源和锂源，利用搅拌釜搅拌，使锆源和锂源均匀分散在乙醇溶液中，形成均匀的混合悬液；
5、s3：向混合悬液中加入乙腈，并利用搅拌釜对釜内混合悬液进行加热，加热过程持续搅拌直至搅拌釜内出现白色粘性物质；
6、s4：向搅拌釜中加入锂源、铁源、钴源、锰源、磷源和去离子水，持续搅拌，混合均匀，制成混合浆液；
7、s5：采用球磨的方式对混合浆液进行进一步混合，利用喷雾干燥机对混合浆液进行喷雾干燥，制成锆酸锂包覆铁、钴、锰的三元复合橄榄石结构正极材料前驱体；
8、s6：将三元复合橄榄石结构正极材料前驱体置于高温烧结炉中，在惰性气氛条件下煅烧，制得锆酸锂包覆铁、钴、锰的三元复合橄榄石结构正极材料。
9、进一步的，步骤s1中，所述碳源包括葡萄糖、蔗糖、柠檬酸和聚乙二醇中的一种或多种，所述碳源为所述乙醇溶剂的3～7％m/v。
10、进一步的，步骤s2中，所述锆源包括五水合硝酸锆、水合硝酸氧锆、硫酸锆和磷酸锆中的一种或多种，所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂和磷酸二氢锂中的一种或多种，所述锆元素和所述锂元素的摩尔比为1:2～2.3，所述混合悬液中固含量为20～60％。
11、进一步的，步骤s3中，所述乙腈用量为所述乙醇溶剂的1～10％v/v，搅拌釜加热温度为50～100℃。
12、进一步的，步骤s4中，所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂和磷酸二氢锂中的一种或多种，所述铁源包括磷酸铁和草酸亚铁中的一种或两种，所述锰源包括磷酸锰和碳酸锰中的一种或两种，所述钴源包括磷酸钴和碳酸钴中的一种或两种，所述磷源包括磷酸和磷酸二氢铵中的一种或两种，所述混合浆液中锂/(铁+钴+锰)/磷的摩尔比为1～1.15：0.96～1：1，所述去离子水用于调节所述混合浆液内的固含量，所述混合浆液的固含量为30～60％。
13、进一步的，步骤s5中，球磨时长为2～8h，所述喷雾干燥机喷雾干燥过程物料进出口的温度分别为200～230℃和60～100℃。
14、进一步的，步骤s6中，所述惰性气氛包括氮气和氩气中的一种或两种，煅烧温度为600～800℃，煅烧时间为8～24h。
15、本专利技术的有益效果：
16、本专利技术采用搅拌、加热、球磨、喷雾干燥、煅烧的方法制备正极材料，制备过程工艺简单，过程易于控制，制备成本较低，本方法可在磷酸铁锂正极材料外表面出形成改性的磷酸金属锂材料结构，结构稳定，可阻止金属过度溶出，改善材料循环性能和安全性能；
17、本专利技术通过结合不同组分的金属磷酸盐固溶物，在磷酸铁锂颗粒表面构建多维导电网络，可极大减轻电极和电解液接触变化和放电时的体积膨胀，可有效解决放电循环中存在的高容量损失的问题；
18、本专利技术正极材料以锆酸锂包覆三元复合橄榄石材料，为覆盖有微孔、中孔和大孔的多模态多孔材料，提高了材料的比表面积，提高了充放电过程中离子和电子的传递速度；
19、本专利技术中采用铁、钴、锰金属材料，极大的降低了电极材料存在的毒性较高的问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述碳源包括葡萄糖、蔗糖、柠檬酸和聚乙二醇中的一种或多种，所述碳源加入量为所述乙醇溶剂的3～7％m/v。
3.根据权利要求1所述一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述锆源包括五水合硝酸锆、水合硝酸氧锆、硫酸锆和磷酸锆中的一种或多种，所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂和磷酸二氢锂中的一种或多种，所述锆元素和所述锂元素的摩尔比为1:2～2.3，所述混合悬液中固含量为20～60％。
4.根据权利要求1所述一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述乙腈用量为所述乙醇溶剂的1～10％v/v，搅拌釜加热温度为50～100℃。
5.根据权利要求1所述一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂和磷酸二氢锂中的一种或多种，所述铁源包括磷酸铁和草酸亚铁中的一种或两种，所述锰源包括磷酸锰和碳酸锰
6.根据权利要求1所述一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S5中，球磨时长为2～8h，所述喷雾干燥机喷雾干燥过程物料进出口的温度分别为200～230℃和60～100℃。
7.根据权利要求1所述一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S6中，所述惰性气氛包括氮气和氩气中的一种或两种，煅烧温度为600～800℃，煅烧时间为8～24h。
...【技术特征摘要】
1.一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述碳源包括葡萄糖、蔗糖、柠檬酸和聚乙二醇中的一种或多种，所述碳源加入量为所述乙醇溶剂的3～7％m/v。
3.根据权利要求1所述一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述锆源包括五水合硝酸锆、水合硝酸氧锆、硫酸锆和磷酸锆中的一种或多种，所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂和磷酸二氢锂中的一种或多种，所述锆元素和所述锂元素的摩尔比为1:2～2.3，所述混合悬液中固含量为20～60％。
4.根据权利要求1所述一种复合橄榄石结构正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述乙腈用量为所述乙醇溶剂的1～10％v/v，搅拌釜加热温度为50～100℃。
5.根据权利要求1所述一种复合橄榄石...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑铁江，曹圣平，何进忠，康建刚，陈电华，
申请(专利权)人：宁夏百川新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。