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专利号: 201910301582X
申请人: 常熟理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.高镍三元单晶体,其特征在于,所述高镍三元单晶体的化学式为LiNixCoyMnzO2,其中,x+y+z=1,1>x≥0.7。

2.一种核壳结构锂电池正极材料,其特征在于,所述核壳结构锂电池正极材料的核是权利要求1所述的高镍三元单晶体,所述的壳是低镍三元材料纳米包覆层。

3.根据权利要求2所述的核壳结构锂电池正极材料,其特征在于,所述低镍三元材料纳米包覆层的化学式为LiNixCoyMnzO2,其中,x+y+z=1,0

4.二次熔盐法制备权利要求2或3所述的核壳结构锂电池正极材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:配置熔盐:分别称取NaCl、KCl和Na2SO4,充分研磨、混匀得到熔盐备用;

配置原材料:将制备高镍三元单晶体材料所需的原料锂盐、镍盐、钴盐、锰盐研磨、混匀备用得到反应物1,将制备低镍三元单晶体材料所需的原料锂盐、镍盐、钴盐、锰盐研磨、混匀备用得到反应物2;

熔盐法高温合成高镍三元微米单晶体:将步骤1)制备的熔盐与步骤2)的反应物1充分混合、研磨、高温反应,反应结束后,降温后随炉冷却得到混合物1;

将混合物1溶于水形成悬浮液,加入反应物2,搅拌溶解、浓缩、干燥、研磨混匀得到混合物2;

步骤4)得到的混合物2再次熔盐反应,合成得到低镍三元材料纳米层包覆高镍三元微米单晶体的产物;

将步骤5)的产物水洗、分离与收集即得表面修饰的高镍三元单晶体材料。

5.根据权利要求4所述的二次熔盐法制备核壳结构锂电池正极材料的方法,其特征在于,步骤1)的NaCl、KCl和Na2SO4的质量比为30-60%:20-35%:20-40%。

6.根据权利要求4所述的二次熔盐法制备核壳结构锂电池正极材料的方法,其特征在于,步骤2)的锂盐为氢氧化锂、醋酸锂、碳酸锂、硝酸锂的一种或两种;镍盐为氧化镍、醋酸镍、碳酸镍、氯化镍、硫酸镍的一种或两种;锰盐为二氧化锰、醋酸锰、碳酸锰、氯化锰、硫酸锰的一种或两种;钴盐为四氧化三钴、醋酸钴、碳酸钴、硝酸钴、氯化钴、硫酸钴的一种或两种。

7.根据权利要求4所述的二次熔盐法制备核壳结构锂电池正极材料的方法,其特征在于,步骤3)的高温合成步骤分为两个阶段,第一阶段反应温度600-900℃,合成时间2-6h,随后第二阶段反应温度700-900℃,合成时间5-12h。

8.根据权利要求4所述的二次熔盐法制备核壳结构锂电池正极材料的方法,其特征在于,步骤3)的降温速率为20-60℃/h,降温至500℃后随炉冷却。

9.根据权利要求4所述的二次熔盐法制备核壳结构锂电池正极材料的方法,其特征在于,步骤4)搅拌速率为200-500 rpm。

10.根据权利要求4所述的二次熔盐法制备核壳结构锂电池正极材料的方法,其特征在于,步骤5)再次熔盐反应温度为600-800℃,合成时间2-6h。