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专利号: 2017106324614
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料,其特征在于,其化学通式为(xLi2MnO3·(1-x)LiMO2)/yLi2WO4;其中,0.1≤x≤0.9,0.001≤y≤0.4,M为Mn、Co和Ni。

2.一种钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料,其特征在于,包括以下原料组分:锰原料、镍原料、钴原料、锂盐、钨盐、络合剂、还原剂和液体溶剂。

3.根据权利要求2所述的钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料,其特征在于,所述锰原料为金属锰、锰氧化物、含锰无机盐、含锰有机盐或含锰醇盐;所述镍原料为金属镍、镍氧化物、含镍无机盐、含镍有机盐或含镍醇盐;所述钴原料为金属钴、钴氧化物、含钴无机盐、含钴有机盐或含钴醇盐;所述锂盐为锂氧化物、含锂无机盐、含锂有机盐或含锂醇盐;所述钨盐为钨氧化物、含钨有机盐、含钨无机盐或含钨醇盐;所述络合剂包括醇胺类络合剂、羟基羧酸类络合剂、有机磷酸盐类络合剂或聚丙烯酸类络合剂;所述还原剂包括无机酸类还原剂、有机酸类还原剂或醇类还原剂;所述液体溶剂为去离子水、乙醇或乙二醇乙醚。

4.根据权利要求2所述的钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料,其特征在于,所述锂盐、锰原料、镍原料和钴原料中,当锰原料为二价锰原料、镍原料为二价镍原料、钴原料为二价钴原料时,其中,Li+、Mn2+、Ni2+与Co2+的摩尔比为(1.1~1.9):(0.3997~0.9333):(0.2997~0.0333):(0.2997~0.0333)。

5.一种钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将锰原料、镍原料、钴原料和锂盐依次溶于液体溶剂中,再加入络合剂,50-80℃条件下水浴加热、搅拌反应3-5h,得到前驱体溶胶,然后对所述前驱体溶胶进行热处理,得到富锂锰基层状锂离子电池正极材料;其中,所述热处理按照以下操作进行:在马弗炉中,空气气氛下,首先在350-550℃条件下煅烧3-5h,再在800-950℃条件下煅烧12-24h;

步骤2,制备钨酸锂前驱体:将钨源和还原剂溶于液体溶剂中,50-70℃条件下水浴加热,搅拌2-3h,再加入锂盐,继续搅拌1-2h,得到钨酸锂溶胶;

步骤3,制备钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将所述富锂锰基层状锂离子电池正极材料与所述钨酸锂溶胶混合,依次进行搅拌、超声渗透、负压浸渍、热处理,即得钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料;其中,所述超声渗透的时间为20-40min;所述热处理按照以下操作进行:在马弗炉中,空气气氛下,在600-750℃条件下煅烧4-8h。

6.一种钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将锰原料、镍原料、钴原料依次溶于液体溶剂中,再加入络合剂、锂盐,50-70℃条件下水浴加热、搅拌反应3-5h,得到前驱体溶胶,然后对所述前驱体溶胶进行热处理,得到富锂锰基层状锂离子电池正极材料;其中,所述热处理按照以下操作进行:在马弗炉中,空气气氛下,首先在350-550℃条件下煅烧3-5h,再在

800-950℃条件下煅烧12-24h;

步骤2,制备钨酸锂前驱体:将钨源和还原剂溶于液体溶剂中,50-70℃条件下水浴加热,搅拌2-3h,再加入锂盐,继续搅拌1-2h,形成溶胶,再进行热处理,得到钨酸锂前驱体;其中,所述热处理是指在600-750℃条件下煅烧4-8h;

步骤3,制备钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将所述富锂锰基层状锂离子电池正极材料与所述钨酸锂前驱体混合均匀,研磨,再进行热处理,即得钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料;其中,所述热处理是指在600-750℃条件下煅烧4-8h。

7.一种钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料:首先将锰原料、镍原料、钴原料依次溶于液体溶剂中,得原料混合液;然后分别将碳酸钠和碳酸氢钠溶于液体溶剂中,分别得碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液;再将所述原料混合液、碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液同时滴加至去离子水中,并在50-70℃条件下水浴加热,搅拌反应6-7h,之后依次进行陈化、过滤、烘干,得到碳酸盐前驱体;然后将所述碳酸盐前驱体与锂盐混合,研磨,最后进行热处理,得到富锂锰基层状锂离子电池正极材料;

步骤2,制备钨酸锂前驱体:将钨源和还原剂溶于液体溶剂中,50-70℃条件下水浴加热,搅拌2-3h,再加入锂盐,继续搅拌1-2h,形成溶胶,再进行热处理,得到钨酸锂前驱体;其中,所述热处理是指在600-750℃条件下煅烧4-8h;

步骤3,制备钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将所述富锂锰基层状锂离子电池正极材料与所述钨酸锂前驱体混合均匀,研磨,再进行热处理,即得钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料;其中,所述热处理是指在600-750℃条件下煅烧4-8h。

8.一种钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料:首先将锰原料、镍原料、钴原料依次溶于液体溶剂中,得原料混合液;然后分别将碳酸钠和碳酸氢钠溶于液体溶剂中,分别得碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液;再将所述原料混合液、碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液同时滴加至去离子水中,并在50-70℃条件下水浴加热,搅拌反应6-7h,之后依次进行陈化、过滤、烘干,得到碳酸盐前驱体;然后将所述碳酸盐前驱体与锂盐混合,研磨,最后进行热处理,得到富锂锰基层状锂离子电池正极材料;其中,所述热处理是指在600-750℃条件下煅烧4-8h;

步骤2,制备钨酸锂前驱体:将钨源和还原剂溶于液体溶剂中,50-70℃条件下水浴加热,搅拌2-3h,再加入锂盐,继续搅拌1-2h,得到钨酸锂溶胶;

步骤3,制备钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将所述富锂锰基层状锂离子电池正极材料与所述钨酸锂溶胶混合,依次进行搅拌、超声渗透、负压浸渍、热处理,即得钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料;其中,所述热处理是指在600-750℃条件下煅烧4-8h。

9.一种钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将锰原料、镍原料、钴原料和锂盐依次溶于液体溶剂中,再加入络合剂,搅拌溶解,溶解之后进行水热反应,水热反应结束后得固体前驱体,对所述固体前驱体进行热处理,得到富锂锰基层状锂离子电池正极材料;

步骤2,制备钨酸锂前驱体:将钨源和还原剂溶于液体溶剂中,50-70℃条件下水浴加热,搅拌2-3h,再加入锂盐,继续搅拌1-2h,形成溶胶,得到钨酸锂前驱体;

步骤3,制备钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将所述富锂锰基层状锂离子电池正极材料与所述钨酸锂前驱体混合,依次进行搅拌、超声渗透、负压浸渍、热处理,即得钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料。

10.一种钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1,制备富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将锰原料、镍原料、钴原料和锂盐依次溶于甲醛中,再加入间苯二酚,搅拌溶解,溶解之后进行水热反应,水热反应结束后得固体前驱体,对所述固体前驱体进行热处理,得到富锂锰基层状锂离子电池正极材料;其中,间苯二酚与甲醛的摩尔比为1:2;

步骤2,制备钨酸锂前驱体:将钨源和还原剂溶于液体溶剂中,50-70℃条件下水浴加热,搅拌2-3h,再加入锂盐,继续搅拌1-2h,形成溶胶,再进行热处理,得到钨酸锂前驱体粉末;

步骤3,制备钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料:将所述富锂锰基层状锂离子电池正极材料与所述钨酸锂前驱体粉末混合均匀,研磨,再进行热处理,即得钨酸锂改性富锂锰基层状锂离子电池正极材料。