钛熔盐辅助包覆掺杂单晶无钴镍酸锂正极材料及其制备方法和应用
申请人信息
- 申请人:南开大学
- 申请人地址:300071 天津市南开区卫津路94号
- 发明人: 南开大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 钛熔盐辅助包覆掺杂单晶无钴镍酸锂正极材料及其制备方法和应用 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311527295.3 |
| 申请日 | 2023/11/16 |
| 公告号 | CN117525333A |
| 公开日 | 2024/2/6 |
| IPC主分类号 | H01M4/36 |
| 权利人 | 南开大学 |
| 发明人 | 丁国彧; 张宇栋; 程方益 |
| 地址 | 天津市南开区卫津路94号 |
摘要文本
本发明属于电化学储能电池领域，具体涉及一种钛熔盐辅助包覆掺杂单晶无钴镍酸锂正极材料及其制备方法和应用。本发明通过钛熔盐辅助合成单晶钛掺杂氧化镍材料，再通过锂化，最后进行中温热处理，得到钛熔盐辅助包覆掺杂单晶无钴镍酸锂正极材料。本发明通过化学作用诱发正极材料表面钛元素与锂发生热力学有利的反应，形成含钛包覆层Li2TiO3，该方法得到的包覆层与体相具有共生关系，高度晶格匹配，保证了包覆的均匀性，均匀的含钛包覆层抑制了材料表面与电解液之间副反应的发生，提高材料的循环稳定性。此外，均匀掺杂的钛元素可以减缓充放电过程中不可逆的相变，同时增加层间距，可以提高材料的结构稳定性和倍率性能，有望推进镍酸锂正极材料的产业化应用。 来自：马 克 团 队
专利主权项内容
1.一种钛熔盐辅助包覆掺杂单晶无钴镍酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将硫酸镍溶液、氨水和氢氧化钠溶液在温度为50 ℃-60 ℃、搅拌速率600 rpm-800rpm的条件下，进行沉淀反应10 h -30 h，反应结束后用水洗涤后干燥，得到Ni(OH)前驱体；所述硫酸镍溶液、氨水和氢氧化钠溶液的浓度为1 M-3 M；2S2：将S1得到的Ni(OH)前驱体、含钛熔盐和氯化物混匀后，在氧气氛围下通过熔盐法反应得到中间产物，然后将中间产物水洗后干燥，得到单晶钛掺杂无钴氧化镍材料；所述含钛熔盐的用量为Ni(OH)前驱体的摩尔分数的1%-5%；所述单晶钛掺杂无钴氧化镍材料的分子式为NiTiO，0＜x＜0.3；221-xxS3：将S2得到的单晶钛掺杂无钴氧化镍材料与锂源混匀，在氧气氛围下进行中温热处理，最终得到钛熔盐辅助包覆掺杂单晶无钴镍酸锂正极材料；所述锂源的用量为所述单晶钛掺杂无钴氧化镍材料的摩尔分数的100%-130%；所述中温热处理的温度为600 ℃-700℃；所述钛熔盐辅助包覆掺杂单晶无钴镍酸锂正极材料的分子式为LiNiTiO，-0.2＜x＜0.2，0＜y＜0.3。1+x1-yy2