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专利号: 2021115946618
申请人: 广西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种表面完全修饰的单晶高镍三元材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)将高镍三元前驱体和锂源按照锂源与高镍三元前驱体的摩尔比为1.0‑1.06比例混合均匀,得到混合物,其中,混合转速为200 r/min‑300 r/min、混合时间为30 min‑120 min;

2)将步骤1)得到的混合物,在氧气气氛中进行煅烧,得到单晶高镍三元基体材料,其中,氧气气氛中的氧浓度高于99.9 %、煅烧温度和煅烧时间为450 ℃‑480 ℃保温5h、750 ℃‑900 ℃保温15 h;

3)将步骤2)得到的基体材料采用破碎、过筛得到粒径分散均匀的单晶高镍三元材料单晶颗粒,其中,过筛筛网为300‑500目、破碎后的单晶高镍三元材料单晶颗粒的粒度为2 um‑

3.5 um;

4)将步骤3)得到的单晶高镍三元材料单晶颗粒分散在含有Mx(NO3)y或者MxCly的乙醇溶液中,室温以及通入惰性气体的条件下进行缓慢地搅拌1 h,然后将浓度为0.078 M‑0.1 M的MBH4的乙醇溶液滴加速度为2 ml/min‑30 ml/min缓慢的滴加到上述的混合液中,滴加完毕后,再进行缓慢的搅拌2 h,将上述的混合溶液进行过滤,将得到的滤渣干燥,其中,单晶高镍三元材料与Mx(NO3)y或者MxCly的乙醇溶液的质量比为1:10‑50、Mx(NO3)y或者MxCly的乙醇溶液的浓度为0.009 M‑0.02 M、MxBy表面修饰层加入量为单晶高镍三元材料基体质量的

0.5 %‑5 %,搅拌速度为20 r/min‑100 r/min,搅拌时间为1 h‑3 h、干燥温度为80 ℃‑120 ℃、干燥时间为12 h;

5)将步骤4)得到的滤渣,在惰性气体保护下进行煅烧,得到表面完全修饰的单晶高镍三元材料,其中,煅烧温度和煅烧时间为500 ℃下保温120 min、气氛为氩气或氮气中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的表面完全修饰的单晶高镍三元材料的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述的单晶高镍三元前驱体为镍钴锰或者镍钴铝氢氧化物、分子式为NixCoyM1‑x‑y(OH)2,其中,x=0.65‑0.95,y=0.01‑0.2。

3.根据权利要求1所述的表面完全修饰的单晶高镍三元材料的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述的锂源为氢氧化锂或碳酸锂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的表面完全修饰的单晶高镍三元材料的制备方法,其特征在于,步骤4)中所述的Mx(NO3)y为Mg(NO3)2、Co(NO3)3、Mn(NO3)4、Fe(NO3)2、Al(NO3)3、Ca(NO3)2中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的表面完全修饰的单晶高镍三元材料的制备方法,其特征在于,步骤4)中所述的MxCly为TiCl4、MgCl2中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的表面完全修饰的单晶高镍三元材料的制备方法,其特征在于,步骤4)中所述的MBH4为硼氢化钠或硼氢化钾或硼氢化锂中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的表面完全修饰的单晶高镍三元材料的制备方法,其特征在于,步骤4)中所述的MxBy为MgB2或ZrB2或CaB6或TiB2或CrB2或AlB2或Co2B中的一种或多种。

8.权利要求1‑权利要求7任意一项所述表面完全修饰的单晶高镍三元材料的制备方法制备的表面完全修饰的单晶高镍三元材料。

9.权利要求8所述的表面完全修饰的单晶高镍三元材料在锂离子电池正极材料中的应用。