CN108376778A - 溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法 - Google Patents

溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108376778A
CN108376778A CN201810164041.2A CN201810164041A CN108376778A CN 108376778 A CN108376778 A CN 108376778A CN 201810164041 A CN201810164041 A CN 201810164041A CN 108376778 A CN108376778 A CN 108376778A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anode material
lithium
rich anode
solvent
warming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810164041.2A
Other languages
English (en)
Inventor
王兴尧
李文汭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Dan Xing Technology Co Ltd
Original Assignee
Tianjin Dan Xing Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Dan Xing Technology Co Ltd filed Critical Tianjin Dan Xing Technology Co Ltd
Priority to CN201810164041.2A priority Critical patent/CN108376778A/zh
Publication of CN108376778A publication Critical patent/CN108376778A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法，包括如下步骤：(1)以无水乙醇作溶剂，将二水合乙酸锂、四水合乙酸镍、四水合乙酸钴和四水合乙酸锰溶解，加入二水合草酸，超声、搅拌至完全溶解，转移至反应釜中，在180‑220℃下加热18‑28h；(2)将步骤(1)获得的产物用无水乙醇洗涤、抽滤，烘干；(3)将步骤(2)中获得的固体升温至400‑500℃煅烧5‑7h，再升温至800‑1000℃煅烧10‑14h，得到高性能富锂正极材料。本发明的方法在整个过程中没有污染物产生，操作简单；得到的产品，放电比容量高，电化学性能好，材料粒度小且颗粒均匀。

Description

溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法
技术领域
本发明涉及到一种溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法。
背景技术
如今对于储能需求的不断提升，高能量密度的锂离子电池的研发起到了关键性作用。它具有高储能能力、良好的循环稳定性和环保性，是电动汽车和混合动力汽车的最主要的储能设备之一。然而目前的锂离子正极材料不能满足高能量密度的需求，因此，寻找制备方法简单且能够满足高能量密度需求的正极材料已成为一个十分重要的课题。在众多锂离子电池正极材料中，层状锂锰基氧化物，富锂正极材料xLi2MnO3·(1-x)LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2(x＝0.5)由于成本低，循环性能好，热稳定性好等优点，是一种很有吸引力的正极材料，当充电到高电位时，其理论放电比容量为250mAh/g，其容量几乎是常规LiCoO2电极的容量的两倍。
富锂正极材料的制备方法众多，如共沉淀法、溶胶凝胶法、球磨法、聚合物热解法等。在众多制备方法中，以共沉淀法为例，需要在CSTR(连续搅拌反应釜)中，配合蠕动泵的使用同时控制加入沉淀剂和螯合剂的量，同时对pH值、温度和搅拌速度进行严格控制，以避免锰的氧化物的生成，得到均匀的球形颗粒产物。不仅是共沉淀法，其他方法均对设备具有一定的要求，再如聚合物热解法，需要在惰性气氛内制备，且反应放出大量热，会造成安全隐患，大量投入生产时会使成本大大提升。因此需要一种简单可行的制备富锂正极材料的方法，以实现对于高能量密度，高性能正极材料的制备。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种简易、可实行的溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法，包括如下步骤：
(1)按比例，以50ml无水乙醇作溶剂，将3-8g二水合乙酸锂、1-2g四水合乙酸镍、1-2g四水合乙酸钴和4-8g四水合乙酸锰溶解，加入3-7g二水合草酸，超声、搅拌至完全溶解，转移至反应釜中，在180-220℃下加热18-28h；
(2)将步骤(1)获得的产物用无水乙醇洗涤、抽滤，固体于80-100℃烘干；
(3)将步骤(2)中获得的固体升温至400-500℃煅烧5-7h，再升温至800-1000℃煅烧10-14h，得到高性能富锂正极材料。
步骤(1)优选为：按比例，以50ml无水乙醇作溶剂，将5g二水合乙酸锂、1.5g四水合乙酸镍、1.5g四水合乙酸钴和6g四水合乙酸锰溶解，加入5g二水合草酸，超声、搅拌至完全溶解，转移至反应釜中，在200℃下加热24h。
步骤(2)优选为：将步骤(1)获得的产物用无水乙醇洗涤、抽滤，固体于90℃烘干。
步骤(3)优选为：将步骤(2)中获得的固体升温至450℃煅烧6h，再升温至900℃煅烧12h，得到高性能富锂正极材料。
本发明的方法在整个过程中没有污染物产生，步骤操作简单，投资成本低、效率高、投入生产应用性高；本发明方法制备得到的富锂正极材料，放电比容量高，电化学性能好，材料粒度小，颗粒均匀，在电化学领域应用前景好。
附图说明
图1为实施例3制备的高性能富锂正极材料的XRD图谱。
图2为实施例3制备的高性能富锂正极材料的SEM图谱。
图3为实施例3制备的高性能富锂正极材料在0.1C下的首次放电比容量曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，下面的实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不对本发明作任何限制。
实施例1
一种溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法，包括如下步骤：
(1)以50ml无水乙醇作溶剂，将3g二水合乙酸锂、1g四水合乙酸镍、1g四水合乙酸钴和4g四水合乙酸锰溶解，加入3g二水合草酸，超声、搅拌至完全溶解，转移至反应釜中，在180℃下加热28h；
(2)将步骤(1)反应釜中获得的产物用无水乙醇洗涤、抽滤，将得到的固体产物置于烘箱中80℃下将无水乙醇完全烘干，得到干燥的固体；
(3)将步骤(2)中获得的固体升温至400℃下煅烧7h，再升温至800℃下煅烧14h，得到高性能富锂正极材料。
进行第一次实验后富锂正极材料的首次放电比容量为239mAh/g。
实施例2
一种溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法，包括如下步骤：
(1)以50ml无水乙醇作溶剂，将8g二水合乙酸锂、2g四水合乙酸镍、2g四水合乙酸钴和8g四水合乙酸锰溶解，加入7g二水合草酸，超声、搅拌至完全溶解，转移至反应釜中，在220℃下加热18h；
(2)将步骤(1)反应釜中获得的产物用无水乙醇洗涤、抽滤，将得到的固体产物置于烘箱中100℃下将无水乙醇完全烘干，得到干燥的固体；
(3)将步骤(2)中获得的固体升温至500℃下煅烧5h，再升温至1000℃下煅烧10h，得到高性能富锂正极材料。
进行第一次实验后富锂正极材料的首次放电比容量为254mAh/g。
实施例3
一种溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法，包括如下步骤：
(1)以50ml无水乙醇作溶剂，将5g二水合乙酸锂、1.5g四水合乙酸镍、1.5g四水合乙酸钴和6g四水合乙酸锰溶解，加入5g二水合草酸，超声、搅拌至完全溶解，转移至反应釜中，在200℃下加热24h。
(2)将步骤(1)反应釜中获得的产物用无水乙醇洗涤、抽滤，将得到的固体产物置于烘箱中90℃下将无水乙醇完全烘干，得到干燥的固体；
(3)将步骤(2)中获得的固体产物升温至450℃下煅烧6h，再升温至900℃下煅烧12h，得到高性能富锂正极材料。
进行第一次实验后富锂正极材料的首次放电比容量为272mAh/g。

Claims (4)

1.一种溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法，其特征是包括如下步骤：
(1)按比例，以50ml无水乙醇作溶剂，将3-8g二水合乙酸锂、1-2g四水合乙酸镍、1-2g四水合乙酸钴和4-8g四水合乙酸锰溶解，加入3-7g二水合草酸，超声、搅拌至完全溶解，转移至反应釜中，在180-220℃下加热18-28h；
(2)将步骤(1)获得的产物用无水乙醇洗涤、抽滤，固体于80-100℃烘干；
(3)将步骤(2)中获得的固体升温至400-500℃煅烧5-7h，再升温至800-1000℃煅烧10-14h，得到高性能富锂正极材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(1)为：按比例，以50ml无水乙醇作溶剂，将5g二水合乙酸锂、1.5g四水合乙酸镍、1.5g四水合乙酸钴和6g四水合乙酸锰溶解，加入5g二水合草酸，超声、搅拌至完全溶解，转移至反应釜中，在200℃下加热24h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(2)为：将步骤(1)获得的产物用无水乙醇洗涤、抽滤，固体于90℃烘干。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(3)为：将步骤(2)中获得的固体升温至450℃煅烧6h，再升温至900℃煅烧12h，得到高性能富锂正极材料。
CN201810164041.2A 2018-02-27 2018-02-27 溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法 Pending CN108376778A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810164041.2A CN108376778A (zh) 2018-02-27 2018-02-27 溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810164041.2A CN108376778A (zh) 2018-02-27 2018-02-27 溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108376778A true CN108376778A (zh) 2018-08-07

Family

ID=63018279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810164041.2A Pending CN108376778A (zh) 2018-02-27 2018-02-27 溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108376778A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109817956A (zh) * 2019-03-29 2019-05-28 蜂巢能源科技有限公司 正极材料及其制备方法、正极片和电池

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103956477A (zh) * 2014-04-30 2014-07-30 上海电力学院 一种富锂三元复合锂离子电池正极材料的制备方法
CN105206824A (zh) * 2015-10-23 2015-12-30 福建师范大学 一种高比容量富锂正极材料的制备方法
CN106058239A (zh) * 2016-07-25 2016-10-26 上海电力学院 一种纳米线状富锂锰基正极材料的制备方法
CN107394164A (zh) * 2017-07-26 2017-11-24 天津银隆新能源有限公司 三元正极材料及其制备方法
CN107732232A (zh) * 2017-10-18 2018-02-23 重庆特瑞新能源材料有限公司 一种水热合成镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103956477A (zh) * 2014-04-30 2014-07-30 上海电力学院 一种富锂三元复合锂离子电池正极材料的制备方法
CN105206824A (zh) * 2015-10-23 2015-12-30 福建师范大学 一种高比容量富锂正极材料的制备方法
CN106058239A (zh) * 2016-07-25 2016-10-26 上海电力学院 一种纳米线状富锂锰基正极材料的制备方法
CN107394164A (zh) * 2017-07-26 2017-11-24 天津银隆新能源有限公司 三元正极材料及其制备方法
CN107732232A (zh) * 2017-10-18 2018-02-23 重庆特瑞新能源材料有限公司 一种水热合成镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109817956A (zh) * 2019-03-29 2019-05-28 蜂巢能源科技有限公司 正极材料及其制备方法、正极片和电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104466135B (zh) 一种导电聚合物包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法
CN103311532B (zh) 纳米级层状-尖晶石复合结构富锂正极材料制备方法
CN102386381B (zh) 一种锂离子电池纳米级正极材料的制备方法
CN103956477B (zh) 一种富锂三元复合锂离子电池正极材料的制备方法
CN102637867B (zh) 铬掺杂锂镍锰氧材料及其制备方法、含该材料的锂离子电池
CN101609884B (zh) 一种锂离子电池负极材料SnS2的制备方法
CN107069030B (zh) 一种形貌和尺寸双可控的富锂锰基正极材料的制备方法
CN105932269B (zh) 喷雾燃烧热解制备锂离子电池正极材料的方法
CN104979553B (zh) 一种核壳结构镍钴铝酸锂材料的制备方法
CN105244497A (zh) 磷酸铁锰中间体及磷酸铁锰锂/碳复合材料的制备方法
CN104900869A (zh) 碳包覆镍钴铝三元正极材料的制备方法
CN104134792B (zh) 一种高电压高钴锂离子正极材料及其制备方法
CN106384813A (zh) 一种锂离子电池用正极材料的快速合成方法
CN103094554A (zh) 一种改性锰酸锂正极材料及其制备方法
CN103400979A (zh) 制备镍钴锰酸锂正极材料的自蔓延燃烧分解法
CN103441239A (zh) 一种纳米级三元正极材料的合成方法
CN114634211A (zh) 一种锡基钴酸锂前驱体的制备方法及其应用
CN107445210B (zh) 一种高容量铁基锂离子电池正极材料α-LiFeO2的制备方法
CN108269983A (zh) 一种碳包覆氧化锰负极材料及其制备方法
CN108376778A (zh) 溶剂热法制备高性能富锂正极材料的方法
CN106784724A (zh) 一种LiFePO4@C/rGO多级复合微球的溶剂热辅助制备方法
CN100483807C (zh) 燃烧法制备锂离子电池正极材料的方法
CN112978808A (zh) 一种锂的层状氧化物正极材料及制备和应用
CN115611319A (zh) 一种钠离子电池铜铁锰基正极材料及其制备方法
CN103943824B (zh) 一种稀土元素掺杂的锂离子电池三元复合正极材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180807

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication