CN110854384B - 一种表面改性的镍基电极材料的制备方法 - Google Patents
一种表面改性的镍基电极材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110854384B CN110854384B CN201911176504.8A CN201911176504A CN110854384B CN 110854384 B CN110854384 B CN 110854384B CN 201911176504 A CN201911176504 A CN 201911176504A CN 110854384 B CN110854384 B CN 110854384B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nickel
- modified
- electrode material
- material containing
- stirring
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 title claims abstract description 24
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 142
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 110
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 70
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 63
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 38
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 28
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 24
- XIXADJRWDQXREU-UHFFFAOYSA-M lithium acetate Chemical compound [Li+].CC([O-])=O XIXADJRWDQXREU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 18
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 claims description 22
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 17
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 14
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 14
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 9
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims description 8
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid group Chemical group C(\C=C/C(=O)O)(=O)O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 8
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical group O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 abstract description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract 1
- -1 oxygen ion Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 abstract 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 34
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 22
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 19
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 15
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 13
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 12
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 10
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 10
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 7
- 229910001954 samarium oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 229940075630 samarium oxide Drugs 0.000 description 7
- FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N samarium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sm+3].[Sm+3] FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 5
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 5
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 229910003440 dysprosium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- NLQFUUYNQFMIJW-UHFFFAOYSA-N dysprosium(iii) oxide Chemical compound O=[Dy]O[Dy]=O NLQFUUYNQFMIJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 2
- XJFYLPNRLBQCQX-UHFFFAOYSA-N bismuth samarium Chemical compound [Sm].[Bi] XJFYLPNRLBQCQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014336 LiNi1-x-yCoxMnyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014446 LiNi1−x-yCoxMnyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014825 LiNi1−x−yCoxMnyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018060 Ni-Co-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018209 Ni—Co—Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
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
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- 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
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- 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
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
- H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
-
- 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
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
- H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
-
- 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)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种表面改性镍基电极材料的制备方法，采用溶胶凝胶法，先将富镍前驱体和修饰物质溶解、老化得出凝胶，然后将凝胶进行加热，搅拌，蒸发，干燥，得到修饰物质修饰的镍基前驱体；最后将修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂混合烧结，得到表面改性的镍基电极材料；所述修饰物质为氧离子导体。采用本发明中的制备方法制备出来的镍基电极材料可抑制Li+/Ni2+的无序性，提高材料的初始库伦效率，同时锂和镍在脱锂过程中的空位协同作用加剧了氧的不稳定性，而氧离子导体在修饰镍基材料的过程中恰好提供了氧离子空位，从而提高材料的结构稳定性，并且能够有效改善锂离子在正极材料的扩散速率，提高锂离子电池循环性能和倍率性能。
Description
技术领域
本发明涉及电极材料的制备方法技术领域，尤其涉及一种表面改性的镍基电极材料的制备方法。
背景技术
随着新能源汽车行业的快速发展，对电动汽车的续航里程以及安全性能提出了更高的要求。传统的锂离子电池正极材料由于其自身的限制无法满足需求。富镍三元正极材料LiNi1-x-yCoxMnyO2结合了Ni-Co-Mn三种元素的优点，协同作用，其中Ni元素能有效增加材料的比容量，随着Ni含量的提高，材料的能量密度随之提高；Mn元素降低材料成本，提高电池的安全性和稳定性；而Co元素具有优良的电化学活性，可提高材料的电子导电性和改善循环性能。近年来富镍三元正极材料LiNi1-x-yCoxMnyO2的研究取得了重要进展，但是，材料在颗粒界面稳定性、循环性能、大电流密度放电性能等方面仍存在诸多问题亟待解决。
此外，材料的制备方法也是影响电极性能的重要因素之一，在电极材料的制备方面，复杂繁琐的化学合成路径，高成本的合成原料，费时的制备过程，不可控难重复的制备条件，成为限制其发展及产业化的强大阻力和瓶颈。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种制备方法简单的镍基电极材料的制备方法，制备出来的电极材料结构稳定，循环性能和倍率性能都比较较。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种表面改性镍基电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将富镍前驱体和修饰物质混合均匀，置于85～90℃的水浴中，不停的搅拌1h，缓慢滴入络合剂；
S2：向步骤S1得到的溶液中加入氨水，调节pH值为5.5-9，不断搅拌，经老化得到凝胶；
S3：将步骤S2中的凝胶置于带搅拌装置的真空干燥装置中进行加热、搅拌、蒸发和干燥，得到修饰物质修饰的镍基前驱体；
S4：将步骤S3中得到的修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂混合均匀，置于氧气气氛炉中烧结，得到表面改性的镍基电极材料。
进一步的，步骤S3中所述的带搅拌装置的真空干燥装置包括箱体和箱盖，所述箱体包括干燥室、控制面板和电器箱，所述干燥室顶部设有微波发生器和搅拌装置，所述电器箱位于所述干燥室的下方，所述电器箱中设有转动电机和真空泵，所述转动电机上转动连接有转轴，所述转轴的顶部通入所述干燥室内，且所述转轴的顶部与所述干燥室内的盛料台固定连接，所述盛料台上设有盛料容器，所述搅拌装置的底部位于所述盛料容器内，所述盛料台上还设有两个用于固定所述盛料容器的夹紧板。
进一步的，所述盛料台滑动连接两个所述夹紧板，所述盛料容器位于两个所述夹紧板之间，所述盛料台的两端分别设有支撑杆，每根所述支撑杆与一个所述夹紧板对应的可拆卸连接，所述支撑杆为可伸缩杆。
进一步的，所述夹紧板上均匀设有若干挂环，所述支撑杆的端部设有挂钩。
进一步的，步骤S1中所述的修饰物质为氧化钇稳定氧化铋、氧化镝稳定氧化锆、氧化钐稳定氧化锡中的任一种或两种的组合。
进一步的，步骤S1中所述的络合剂为马来酸溶液。
进一步的，步骤S1中所述的富镍前驱体中镍、钴、锰的质量比为0.6～0.9：0.05～0.2：0.05～0.2。
进一步的，步骤S1中修饰物质的质量占总电极材料质量的0.01-5％。
进一步的，步骤S4中修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂中锂元素、镍元素、钴元素和锰元素的摩尔比1.0～1.08:0.6～0.9:0.05～0.2:0.05～0.2。
进一步的，步骤S4中所述的烧结具体操作为：
S41：以3℃/min的升温速率将氧气气氛炉中的温度从室温升至400℃～650℃后，烧结4～8h；
S42：以5℃/min的升温速率将氧气气氛炉中的温度继续升至800℃～1000℃后，烧结4～10h。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用氧离子导体对镍基材料进行表面修饰改性；镍基电极材料随着镍含量的提高，材料的稳定性逐渐变差，更易释放出氧气，而释放的氧气易和有机溶剂发生反应放出大量的热，产生的热量会进一步加剧材料容量的衰减。本发明中采用氧离子导体对氧原子具有更强的络合能力，从而抑制了由于镍基材料不稳定导致的氧释放，增强了材料在高温高压条件下结构的稳定性，可以有效提高材料的循环性能和倍率性能。
2、本发明采用富镍前驱体与修饰物质的质量比为1:0.0001～1:0.05，即修饰物质占镍基前驱体的0.01％～5％，因修饰物质太少的话对材料修饰的不完整，而含量太多的修饰物质对材料电化学性能的发挥有一定的影响；修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂的物质的量比为1:1.001～1:1.5，由于在煅烧过程中锂源会有所挥发，因而需要添加稍过量的锂作为补充。
3、马来酸与镍离子和钴离子的络合稳定常数较小，形成络合物的速率也较小，在烧结过程中颗粒易形成四面体，有利于正极材料电化学性能的发挥。
4、煅烧分为两步，第一步煅烧使前驱体和锂源充分反应，放出部分水分，初步形成层状结构，第二部煅烧使得物料更加均匀，反应更加充分，煅烧后形成均匀的层状结构。
5、本发明中带搅拌装置的真空干燥装置在对凝胶进行干燥时可以边旋转搅拌边进行加热干燥，提高了干燥效率，而且旋转操作的转轴还可以与真空泵通过一个电机进行连接，节省电能，从而节约了成本。
附图说明
图1为本发明不用联轴器的带搅拌装置的真空干燥装置结构示意图；
图2为本发明用联轴器的带搅拌装置的真空干燥装置结构示意图；
图3为本发明盛料台结构俯视图；
图4为本发明实施例一中的电极材料扫描电镜图；
图5为本发明实施例一中的电极材料透射电镜图；
图6为本发明实施例一中的电极材料X-衍射图谱图；
图7为本发明实施例一中的电极材料CV曲线图；
图8为本发明实施例一中的电极材料0.1C倍率下的首次充放电曲线图；
图9为本发明实施例一中的电极材料1C倍率下循环性能曲线图；
图10为本发明实施例二中的电极材料扫描电镜图；
图11为本发明实施例二中的电极材料透射电镜图；
图12为本发明实施例二中的电极材料X-衍射图谱图；
图13为本发明实施例二中的电极材料CV曲线图；
图14为本发明实施例二中的电极材料0.1C倍率下的首次充放电曲线图；
图15为本发明实施例二中的电极材料1C倍率下循环性能曲线图；
图16为本发明实施例三中的电极材料扫描电镜图；
图17为本发明实施例三中的电极材料透射电镜图；
图18为本发明实施例三中的电极材料X-衍射图谱图；
图19为本发明实施例三中的电极材料CV曲线图；
图20为本发明实施例三中的电极材料0.1C倍率下的首次充放电曲线图；
图21为本发明实施例三中的电极材料1C倍率下循环性能曲线图；
图22为本发明实施例四中的电极材料扫描电镜图；
图23为本发明实施例四中的电极材料透射电镜图；
图24为本发明实施例四中的电极材料X-衍射图谱图；
图25为本发明实施例四中的电极材料CV曲线图；
图26为本发明实施例四中的电极材料0.1C倍率下的首次充放电曲线图；
图27为本发明实施例四中的电极材料1C倍率下循环性能曲线图；
图28为本发明实施例五中的电极材料扫描电镜图；
图29为本发明实施例五中的电极材料透射电镜图；
图30为本发明实施例五中的电极材料X-衍射图谱图；
图31为本发明实施例五中的电极材料CV曲线图；
图32为本发明实施例五中的电极材料0.1C倍率下的首次充放电曲线图；
图33为本发明实施例五中的电极材料1C倍率下循环性能曲线图。
其中，1-箱体，11-干燥室，111-微波发生器，112-搅拌装置，1121-搅拌杆，1122-搅拌片，113-盛料台，1131-支撑杆，1132-挂钩，1133-滑轨，1134-卡环，114-盛容器，115-夹紧板，1151-挂环，12-控制面板，13-电器箱，131-转动电机，132-真空泵，133-联轴器，134-转轴，135-齿轮，136-轴承，137-软管，138-冷凝器，2-箱盖，21-观察窗。
具体实施方式
为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
实施例一：
一种表面改性镍基电极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将富镍前驱体和修饰物质氧化钇稳定氧化铋混合均匀，置于85℃的水浴中，不停的搅拌1h，缓慢滴入络合剂马来酸溶液；
具体的，所述富镍前驱体中镍、钴、锰的物质的量比为85：5：10；所述修饰物质氧化钇稳定氧化铋的质量占总电极材料(富镍前驱体、修饰物质和醋酸锂)质量的1％；
S2：向步骤S1得到的溶液中加入氨水，调节pH值为7，不断搅拌，经老化得到凝胶；
S3：将步骤S2中的凝胶置于带搅拌装置的真空干燥装置中进行加热、搅拌、蒸发和干燥，得到修饰物质修饰的镍基前驱体；
具体的，如附图1-3所示，所述带搅拌装置的真空干燥装置包括箱体1和箱盖2，所述箱盖2铰接在所述箱体1的一侧，所述箱盖2的中间设有玻璃的观察窗21，所述箱体1包括干燥室11、控制面板12和电器箱13，所述干燥室11内侧顶部设有微波发生器111和搅拌装置112，所述搅拌装置112与所述干燥室11的顶部通过卡扣连接，且所述搅拌装置112位于所述干燥室11的中间位置，所述微波发生器111位于所述搅拌装置112的一侧。
进一步的，所述电器箱13位于所述干燥室11的下方，所述电器箱13中设有转动电机131和真空泵132，所述转动电机131的输出端外侧套接有齿轮135，所述齿轮135上啮合有蜗杆式的转轴134，所述转轴134的顶部通入所述干燥室11内，所述转轴134与所述干燥室11底部接触处设有轴承136，如附图1所示。
另外，所述转动电机131和真空泵132之间还可以通过联轴器133连接，省去真空泵132上的电机，所述联轴器133外套接齿轮135，所述齿轮135上啮合有蜗杆式的转轴134，所述转轴134的顶部通入所述干燥室11内，所述转轴134与所述干燥室11底部接触处设有轴承136，如附图2所示。
进一步的，所述真空泵132通过软管137与所述干燥室11连通，将所述干燥室11内抽成真空，所述真空泵132的出气口连接有冷凝器138，所述冷凝器138的出口通到外部大气中。
进一步的，所述转轴134的顶部与所述干燥室11内盛料台113的底部中心处焊接在一起，所述盛料台113为U型结构，所述盛料台113上设有水平的滑轨1133，所述滑轨上滑动连接有两块夹紧板115，所述夹紧板115为L型结构，且两块夹紧板115背向设置，所述夹紧板115的底部设有滑块，所述滑块可在所述滑轨1133中左右滑动。
进一步的，所述滑轨1133的两端分别设有一个圆形的卡环1134，每个所述卡环1134中套有一根支撑杆1131，所述支撑杆1131为可伸缩的直杆，所述支撑杆1131的端部设有挂钩1132，所述支撑杆1131与所述挂钩1132一体成型，所述夹紧板115的外侧面从上往下均匀设有若干挂环1151，所述挂钩1132可悬挂于任意一个挂环1151上。
进一步的，所述盛料台113上设有盛料容器114，所述盛料容器114位于两块夹紧板115中间，所述夹紧板115上与盛料容器114接触的地方设有防滑垫。
进一步的，所述搅拌装置112包括搅拌杆1121和四个搅拌片1122，所述搅拌片1122位于所述搅拌杆1121的下部，所述搅拌片1122为上小下大的弧形结构，且所述搅拌片1122与所述搅拌杆1121之间为倒圆角结构，所述搅拌杆1121与所述搅拌片1122一体成型，所述搅拌片1122位于所述盛料容器114内。
进一步的，所述控制面板12也位于所述电器箱13上方，与所述干燥室11平行设置，所示控制面板12与所述微波发生器111、转动电机131、真空泵132和冷凝器138电连接，控制微波发生器111、转动电机131、真空泵132和冷凝器138的启停，并能调节所述微波发生器111的温度。
具体的，将老化的凝胶放入盛料容器114中，放置于盛料台113的中间，安装搅拌装置112，移动夹紧板115将盛料容器114的两侧，调节支撑杆1131的长度，将挂钩1132与夹紧板115上的任意挂环1151挂住，盛料容器114被固定夹紧在盛料台113上，关闭箱盖2，通过控制面板12启动冷凝器138、真空泵132和转动电机131，待干燥室11内处于真空环境后，启动微波发生器111开始加热；转动电机131带动转轴134旋转，从而带动盛料台113和盛料容器114一起转动，盛料容器114在转动的过程中，搅拌片1122对盛料容器114中的凝胶进行搅拌，操作者通过观察窗21观察干燥室11内的情况，待干燥完成，停止微波发生器111、转动电机131、真空泵132和冷凝器138，打开箱盖2，卸掉搅拌装置112，取出盛料容器114。
S4：将步骤S3中得到的修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂混合均匀，置于氧气气氛炉中烧结，得到表面改性的镍基电极材料；
具体的，先以3℃/min的升温速率将氧气气氛炉中的温度从室温升至500℃后，烧结7h；然后再以5℃/min的升温速率将氧气气氛炉中的温度继续升至900℃后，烧结6h，自然冷却得到表面改性镍基电极材料。
进一步的，所述修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂中锂元素、镍元素、钴元素和锰元素的摩尔比为1.02:0.85:0.05:0.1。
将上述材料制备成电极材料进行涂膜，制作成扣式电池进行电化学性能测试。所得材料在0.1C下的比容量达到208mAh/g，1C倍率下循环100次后，容量保持率达到94％，是一种电化学性能优异的锂电池正极材料。
具体的，附图4是本实施例中氧化钇稳定氧化铋修饰后的电极材料的扫描电镜图片，修饰后的电极材料表面出现了一些细小的颗粒物，该细小的颗粒物即为修饰物质氧化钇稳定氧化铋，其在电极材料的表面形成包裹层，可以降低电解液对电极材料的腐蚀，提高材料的循环性能。附图5是氧化钇稳定氧化铋修饰后的电极材料的透射电镜图片，从附图5中可以看出，经氧化钇稳定氧化铋修饰后的电极材料表面形成了一层包覆层，包覆层可以抵御电解液对材料的腐蚀，从而提高材料的电化学性能。附图6是氧化钇稳定氧化铋修饰前后的电极材料的X-衍射图谱，从附图6中可以看出修饰后的材料中出现了修饰物质的衍射峰。附图7是氧化钇稳定氧化铋修饰后的CV曲线，样品在第一圈循环时的氧化峰是在高电位下检测到的，在接下来的循环中杨华峰明显的向低电位移动，这表明在首圈循环时发生了不可逆的电化学反应，样品在首圈循环时的氧化风峰的电位差为0.151V。附图8是样品在0.1C倍率下的首次充放电曲线，从图中得出首次放电比容量达到208mAh/g，附图9是样品在1C倍率下的循环性能曲线，从图中得出，循环100次后，容量保持率达到94％。
实施例二：
一种表面改性镍基电极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将富镍前驱体和修饰物质氧化镝稳定氧化锆混合均匀，置于85℃的水浴中，不停的搅拌1h，缓慢滴入络合剂马来酸溶液；
具体的，所述富镍前驱体中镍、钴、锰的物质的量比为80：10：10；所述修饰物质氧化镝稳定氧化锆的质量占总电极材料(富镍前驱体、修饰物质和醋酸锂)质量的2％；
S2：向步骤S1得到的溶液中加入氨水，调节pH值为6，不断搅拌，经老化得到凝胶；
S3：将步骤S2中的凝胶置于带搅拌装置的真空干燥装置中进行加热、搅拌、蒸发和干燥，得到修饰物质修饰的镍基前驱体；
具体的，步骤S3中所使用的的带搅拌装置的真空干燥装置及具体操作步骤与实施例一中相同。
S4：将步骤S3中得到的修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂混合均匀，置于氧气气氛炉中烧结，得到表面改性的镍基电极材料；
具体的，先以3℃/min的升温速率将氧气气氛炉中的温度从室温升至550℃后，烧结6h；然后再以5℃/min的升温速率将氧气气氛炉中的温度继续升至900℃后，烧结6h，自然冷却得到表面改性镍基电极材料。
进一步的，所述修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂中锂元素、镍元素、钴元素和锰元素的摩尔比为1.08:0.8:0.1:0.1。
将上述材料制备成电极材料进行涂膜，制作成扣式电池进行电化学性能测试。所得材料在0.1C下的比容量达到200mAh/g，1C倍率下循环100次后，容量保持率达到90％，是一种电化学性能优异的锂电池正极材料。
具体的，附图10是本实施例中氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料的扫描电镜图片，修饰后的材料表面出现了小颗粒，该细小的颗粒物即为修饰物质氧化镝稳定氧化锆，其在电极材料的表面形成包裹层，可以降低电解液对电极材料的腐蚀，提高材料的循环性能。附图11是修饰后材料的透射电镜图，从图中可以看出修饰后材料表面出现了一层包覆层，该包覆层可抵御电解液对材料的腐蚀，抑制副反应的发生，从而提高材料的循环性能。附图12是氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料的XRD图谱，从图中可以看出修饰后的材料中出现了修饰物质的衍射峰。附图13是氧化镝稳定氧化锆修饰后材料的CV曲线，氧化镝稳定氧化锆修饰后材料的CV曲线中电位差为0.216，数值较小，说明电极极化得到了一定的控制，附图14是0.1C倍率下氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料的首次充放电曲线，附图15是1C倍率下氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料的循环性能曲线，从附图14和附图15中可以得出，0.1C倍率下该电极材料的首次放电比容量为200mAh/g，1C倍率下循环100次后容量保持率为90％。
实施例三：
一种表面改性镍基电极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将富镍前驱体和修饰物质氧化钐稳定氧化锡混合均匀，置于90℃的水浴中，不停的搅拌1h，缓慢滴入络合剂马来酸溶液；
具体的，所述富镍前驱体中镍、钴、锰的物质的量比为90：5：5；所述修饰物质氧化钐稳定氧化锡的质量占总电极材料(富镍前驱体、修饰物质和醋酸锂)质量的1％；
S2：向步骤S1得到的溶液中加入氨水，调节pH值为8，不断搅拌，经老化得到凝胶；
S3：将步骤S2中的凝胶置于带搅拌装置的真空干燥装置中进行加热、搅拌、蒸发和干燥，得到修饰物质修饰的镍基前驱体；
具体的，步骤S3中所使用的的带搅拌装置的真空干燥装置及具体操作步骤与实施例一中相同。
S4：将步骤S3中得到的修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂混合均匀，置于氧气气氛炉中烧结，得到表面改性的镍基电极材料；
具体的，先以3℃/min的升温速率将氧气气氛炉中的温度从室温升至600℃后，烧结5h；然后再以5℃/min的升温速率将氧气气氛炉中的温度继续升至850℃后，烧结7h，自然冷却得到表面改性镍基电极材料。
进一步的，所述修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂中锂元素、镍元素、钴元素和锰元素的摩尔比为1.06:0.9:0.05:0.05。
将上述材料制备成电极材料进行涂膜，制作成扣式电池进行电化学性能测试。所得材料在0.1C下的比容量达到218mAh/g，1C倍率下循环100次后，容量保持率达到92％，是一种电化学性能优异的锂电池正极材料。
具体的，附图16是本实施例中氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的扫描电镜图片，修饰后的材料表面出现了小颗粒，该细小的颗粒物即为修饰物质氧化镝稳定氧化锆，其在电极材料的表面形成包裹层，可以降低电解液对电极材料的腐蚀，提高材料的循环性能。附图17是氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的透射电镜图，从附图17中可以看出氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料表面出现了一层包覆层，该包覆层可抵御电解液对材料的腐蚀，抑制副反应的发生，从而提高材料的循环性能。附图18是氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的XRD图谱，从图中可以看出修饰后的材料中出现了修饰物质的衍射峰。附图19是氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的CV曲线，氧化镝稳定氧化锆修饰后材料的CV曲线中电位差为0.193，数值较小，说明电极极化得到了一定的控制，附图20是0.1C倍率下氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的首次充放电曲线，附图21是1C倍率下氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的循环性能曲线，从附图20和附图21中可以得出，0.1C倍率下该电极材料的首次放电比容量为218mAh/g，1C倍率下循环100次后容量保持率为92％。
实施例四：
一种表面改性镍基电极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将富镍前驱体和修饰物质氧化钐稳定氧化锡、氧化镝稳定氧化锆的组合混合均匀，置于90℃的水浴中，不停的搅拌1h，缓慢滴入络合剂马来酸溶液；
具体的，所述富镍前驱体中镍、钴、锰的物质的量比为90：5：5；所述修饰物质氧化钐稳定氧化锡、氧化镝稳定氧化锆的质量占总电极材料(富镍前驱体、修饰物质和醋酸锂)质量的4％，且氧化钐稳定氧化锡、氧化镝稳定氧化锆的质量比为1:1；
S2：向步骤S1得到的溶液中加入氨水，调节pH值为8，不断搅拌，经老化得到凝胶；
S3：将步骤S2中的凝胶置于带搅拌装置的真空干燥装置中进行加热、搅拌、蒸发和干燥，得到修饰物质修饰的镍基前驱体；
具体的，步骤S3中所使用的的带搅拌装置的真空干燥装置及具体操作步骤与实施例一中相同。
S4：将步骤S3中得到的修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂混合均匀，置于氧气气氛炉中烧结，得到表面改性的镍基电极材料；
具体的，先以3℃/min的升温速率将氧气气氛炉中的温度从室温升至600℃后，烧结5h；然后再以5℃/min的升温速率将氧气气氛炉中的温度继续升至900℃后，烧结6h，自然冷却得到表面改性镍基电极材料。
进一步的，所述修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂中锂元素、镍元素、钴元素和锰元素的摩尔比为1.04:0.9:0.05:0.05。
将上述材料制备成电极材料进行涂膜，制作成扣式电池进行电化学性能测试。所得材料在0.1C下的比容量达到188mAh/g，1C倍率下循环100次后，容量保持率达到87％，是一种电化学性能优异的锂电池正极材料。
具体的，附图22是本实施例中氧化钐稳定氧化锡和氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料的扫描电镜图片，从附图22中可以看出氧化钐稳定氧化锡和氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料表面出现了小颗粒，该小颗粒即为修饰物质氧化钐稳定氧化锡和氧化镝稳定氧化锆，其在电极材料的表面形成包裹层，可以降低电解液对电极材料的腐蚀，提高材料的循环性能。附图23是氧化钐稳定氧化锡和氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料的透射电镜图，从图中可以看出氧化钐稳定氧化锡和氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料表面出现了较厚的一层包覆层，该包覆层可抵御电解液对材料的腐蚀，抑制副反应的发生，从而提高材料的循环性能。附图24是氧化钐稳定氧化锡和氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料的XRD图谱，从图中可以看出修饰后的材料中出现了修饰物质的衍射峰。附图25是氧化钐稳定氧化锡和氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料的CV曲线图，氧化钐稳定氧化锡和氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料的CV曲线中电位差为0.232，附图26是0.1C倍率下氧化钐稳定氧化锡和氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料的首次充放电曲线，附图27是1C倍率下氧化钐稳定氧化锡和氧化镝稳定氧化锆修饰后的电极材料的循环性能曲线，从附图26和附图27中可以得出，0.1C倍率下材料的首次放电比容量为188mAh/g，1C倍率下循环100次后容量保持率为87％。
实施例五：
一种表面改性镍基电极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将富镍前驱体和修饰物质氧化钇稳定氧化铋、氧化钐稳定氧化锡的组合混合均匀，置于85℃的水浴中，不停的搅拌1h，缓慢滴入络合剂马来酸溶液；
具体的，所述富镍前驱体中镍、钴、锰的物质的量比为90：5：5；所述修饰物质氧化钇稳定氧化铋、氧化钐稳定氧化锡的质量占总电极材料(富镍前驱体、修饰物质和醋酸锂)质量的5％，且氧化钇稳定氧化铋、氧化钐稳定氧化锡的质量比为1:1；
S2：向步骤S1得到的溶液中加入氨水，调节pH值为6，不断搅拌，经老化得到凝胶；
S3：将步骤S2中的凝胶置于带搅拌装置的真空干燥装置中进行加热、搅拌、蒸发和干燥，得到修饰物质修饰的镍基前驱体；
具体的，步骤S3中所使用的的带搅拌装置的真空干燥装置及具体操作步骤与实施例一中相同。
S4：将步骤S3中得到的修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂混合均匀，置于氧气气氛炉中烧结，得到表面改性的镍基电极材料；
具体的，先以3℃/min的升温速率将氧气气氛炉中的温度从室温升至500℃后，烧结7h；然后再以5℃/min的升温速率将氧气气氛炉中的温度继续升至800℃后，烧结8h，自然冷却得到表面改性镍基电极材料。
进一步的，所述修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂中锂元素、镍元素、钴元素和锰元素的摩尔比为1.06:0.9:0.05:0.05。
将上述材料制备成电极材料进行涂膜，制作成扣式电池进行电化学性能测试。所得材料在0.1C下的比容量达到185mAh/g，1C倍率下循环100次后，容量保持率达到88％，是一种电化学性能优异的锂电池正极材料。
具体的，附图28是本实施例中氧化钇稳定氧化铋和氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的扫描电镜图片，修饰后的材料表面出现了小颗粒，该小颗粒即为修饰物质氧化钇稳定氧化铋和氧化钐稳定氧化锡，其在电极材料的表面形成包裹层，可以降低电解液对电极材料的腐蚀，提高材料的循环性能。附图29为氧化钇稳定氧化铋和氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的透射电镜图，随着修饰物添加量的增加，从图中可以看出修饰后的电极材料表面出现了较厚的一层包覆层，该包覆层可抵御电解液对材料的腐蚀，抑制副反应的发生，从而提高材料的循环性能。附图30是氧化钇稳定氧化铋和氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的XRD图谱，从图中可以看出修饰后的材料中出现了修饰物质的衍射峰。附图31是氧化钇稳定氧化铋和氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的CV曲线，氧化钇稳定氧化铋和氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的CV曲线中电位差为0.23，附图32是0.1C倍率下氧化钇稳定氧化铋和氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的首次充放电曲线，附图33是1C倍率下氧化钇稳定氧化铋和氧化钐稳定氧化锡修饰后的电极材料的循环性能曲线，从附图32和附图33中可以得出，0.1C倍率下材料的首次放电比容量为185mAh/g，1C倍率下循环100次后容量保持率为88％。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种表面改性镍基电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将富镍前驱体和修饰物质混合均匀，置于85～90℃的水浴中，不停的搅拌1h，缓慢滴入络合剂；所述的修饰物质为氧化钇稳定氧化铋；所述氧化钇稳定氧化铋的质量占总电极材料质量的1％；
所述的络合剂为马来酸溶液；
所述的富镍前驱体中镍、钴、锰的质量比为0.85：0.05：0.1；
S2：向步骤S1得到的溶液中加入氨水，调节pH值为7，不断搅拌，经老化得到凝胶；
S3：将步骤S2中的凝胶置于带搅拌装置的真空干燥装置中进行加热、搅拌、蒸发和干燥，得到修饰物质修饰的镍基前驱体；
所述的带搅拌装置的真空干燥装置包括箱体(1)和箱盖(2)，所述箱体(1)包括干燥室(11)、控制面板(12)和电器箱(13)，所述干燥室(11)顶部设有微波发生器(111)和搅拌装置(112)，所述电器箱(13)位于所述干燥室(11)的下方，所述电器箱(13)中设有转动电机(131)和真空泵(132)，所述转动电机(131)上转动连接有转轴(134)，所述转轴(134)的顶部通入所述干燥室(11)内，且所述转轴(134)的顶部与所述干燥室(11)内的盛料台(113)固定连接，所述盛料台(113)上设有盛料容器(114)，所述搅拌装置(112)的底部位于所述盛料容器(114)内，所述盛料台(113)上还设有两个用于固定所述盛料容器(114)的夹紧板(115)；
所述盛料台(113)滑动连接两个所述夹紧板(115)，所述盛料容器(114)位于两个所述夹紧板(115)之间，所述盛料台(113)的两端分别设有支撑杆(1131)，每根所述支撑杆(1131)与一个所述夹紧板(115)对应的可拆卸连接，所述支撑杆(1131)为可伸缩杆；
S4：将步骤S3中得到的修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂进行混合研磨；
修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂中锂元素、镍元素、钴元素和锰元素的摩尔比为1.02:0.85:0.05:0.1；
混合研磨所使用的混料机为V型混料机，研磨介质为0.2mm～0.5mm的聚氨酯球或刚玉球，转速为50～100转/分钟；
S5：将S4得到的混合材料置于等离子体辅助气氛炉中烧结，得到表面改性的镍基电极材料；
所述的烧结具体操作为：
S51：将步骤S4中得到的混合料置于等离子体辅助气氛炉中，由13.56MHz和300W的射频电源产生等离子体，氧气通过炉内的流量设定为3-10sccm；
S52：以3℃/min的升温速率将等离子体辅助气氛炉中的温度从室温升至300℃～550℃后，烧结30—120分钟；
S53：以5℃/min的升温速率将等离子体辅助气氛炉中的温度继续升至600℃～800℃后，烧结20—90分钟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911176504.8A CN110854384B (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 一种表面改性的镍基电极材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911176504.8A CN110854384B (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 一种表面改性的镍基电极材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110854384A CN110854384A (zh) | 2020-02-28 |
| CN110854384B true CN110854384B (zh) | 2021-04-02 |
Family
ID=69604724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911176504.8A Expired - Fee Related CN110854384B (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 一种表面改性的镍基电极材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110854384B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111347223A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-30 | 佛山市海欣光电科技有限公司 | 一种磁控管用钼质长引线的制备方法 |
| CN112038608A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-04 | 昆明理工大学 | 一步法合成高性能免洗高镍锂电池正极材料的方法 |
| CN115832280A (zh) * | 2022-01-07 | 2023-03-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 三元正极活性材料及其制备方法、包含其的二次电池、电池模块、电池包及用电装置 |
| CN115954464A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-04-11 | 新乡天力锂能股份有限公司 | 一种间隙型氧离子导体包覆的高镍正极材料及其制备方法 |
Citations (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2706725Y (zh) * | 2004-05-24 | 2005-06-29 | 卢顺从 | 真空冷冻搅拌干燥装置 |
| CN102280621A (zh) * | 2011-07-06 | 2011-12-14 | 大连理工大学 | 采用溶胶-凝胶制备锂离子电池材料磷酸锰锂/碳的方法 |
| CN102306765A (zh) * | 2011-08-18 | 2012-01-04 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子正极材料镍锰钴的制备方法 |
| CN102437323A (zh) * | 2011-12-12 | 2012-05-02 | 江南大学 | 锂离子电池正极材料及其制备方法 |
| CN202281473U (zh) * | 2011-10-08 | 2012-06-20 | 厦门新乘钨钢合金有限公司 | 一种钨钢物料真空搅拌干燥机 |
| CN102723495A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-10-10 | 华南师范大学 | 一种高电压锂离子电池正极材料铜掺杂锰酸锂及其制备方法 |
| CN102878788A (zh) * | 2012-08-28 | 2013-01-16 | 西安近代化学研究所 | 一种热敏性物料真空圆盘连续干燥机 |
| CN203908230U (zh) * | 2014-01-28 | 2014-10-29 | 洛阳瑞岛环保科技有限公司 | 热轴搅拌型连续真空干燥装置 |
| CN104359291A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-02-18 | 安徽首文高新材料有限公司 | 一种用于软磁原料的真空干燥搅拌机 |
| CN204227847U (zh) * | 2014-10-30 | 2015-03-25 | 安徽首文高新材料有限公司 | 一种用于软磁原料的真空干燥搅拌机 |
| CN104654756A (zh) * | 2013-11-19 | 2015-05-27 | 西安华雍机电科技有限公司 | 一种带有搅拌物体装置的真空干燥箱 |
| CN204768482U (zh) * | 2015-06-04 | 2015-11-18 | 江西科技学院 | 一种用于陶瓷浆料的真空搅拌装置 |
| CN205228054U (zh) * | 2015-12-04 | 2016-05-11 | 江苏碧诺环保科技有限公司 | 一种真空干燥系统 |
| CN106450276A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-02-22 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 锂离子电池电极改性材料、其制备方法及锂离子电池 |
| CN107221645A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-09-29 | 广州朝锂新能源科技有限公司 | 表面修饰锂离子电池高镍层状正极材料及其制备方法 |
| CN206656574U (zh) * | 2017-04-28 | 2017-11-21 | 广元市海天实业有限责任公司 | 肝素钠真空干燥箱 |
| CN207317428U (zh) * | 2017-10-23 | 2018-05-04 | 山西中医药大学 | 一种防倒吸真空干燥箱 |
| CN207351087U (zh) * | 2017-10-23 | 2018-05-11 | 山西省医药与生命科学研究院 | 一种无菌真空干燥箱 |
| CN108602689A (zh) * | 2016-07-04 | 2018-09-28 | 株式会社Lg化学 | 制备二次电池用正极活性材料的方法和由此制备的二次电池用正极活性材料 |
| CN108613515A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-10-02 | 常州现代医疗器械产业研究院 | 真空耙式干燥机 |
| CN108878860A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-23 | 江西理工大学 | 镍基正极材料、其前驱体及该材料和前驱体的制备方法 |
| CN109888261A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-06-14 | 河北省科学院能源研究所 | 一种改性的富镍三元复合电极材料及其制备方法 |
| CN110289415A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-09-27 | 福州大学 | 一种阴阳离子共掺杂的类单晶三元正极材料及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1641914A (zh) * | 2004-12-24 | 2005-07-20 | 清华大学 | 一种锂离子电池的正极材料及其制备方法 |
| CN101229928B (zh) * | 2007-01-25 | 2010-04-07 | 湖南科力远新能源股份有限公司 | 一种球形镍钴锰酸锂材料的制备方法 |
| CN102709543A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-10-03 | 株洲泰和高科技有限公司 | 一种富锂三元层状锂离子电池正极材料 |
| CN104319386A (zh) * | 2014-09-19 | 2015-01-28 | 青岛乾运高科新材料股份有限公司 | 一种锂离子电池正极多元复合材料及制备方法 |
| CN107706397B (zh) * | 2017-11-03 | 2020-09-04 | 河北省科学院能源研究所 | 改性碳纳米管修饰的镍钴锰三元复合电极材料及其制备方法 |
-
2019
- 2019-11-26 CN CN201911176504.8A patent/CN110854384B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2706725Y (zh) * | 2004-05-24 | 2005-06-29 | 卢顺从 | 真空冷冻搅拌干燥装置 |
| CN102280621A (zh) * | 2011-07-06 | 2011-12-14 | 大连理工大学 | 采用溶胶-凝胶制备锂离子电池材料磷酸锰锂/碳的方法 |
| CN102306765A (zh) * | 2011-08-18 | 2012-01-04 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子正极材料镍锰钴的制备方法 |
| CN202281473U (zh) * | 2011-10-08 | 2012-06-20 | 厦门新乘钨钢合金有限公司 | 一种钨钢物料真空搅拌干燥机 |
| CN102437323A (zh) * | 2011-12-12 | 2012-05-02 | 江南大学 | 锂离子电池正极材料及其制备方法 |
| CN102723495A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-10-10 | 华南师范大学 | 一种高电压锂离子电池正极材料铜掺杂锰酸锂及其制备方法 |
| CN102878788A (zh) * | 2012-08-28 | 2013-01-16 | 西安近代化学研究所 | 一种热敏性物料真空圆盘连续干燥机 |
| CN104654756A (zh) * | 2013-11-19 | 2015-05-27 | 西安华雍机电科技有限公司 | 一种带有搅拌物体装置的真空干燥箱 |
| CN203908230U (zh) * | 2014-01-28 | 2014-10-29 | 洛阳瑞岛环保科技有限公司 | 热轴搅拌型连续真空干燥装置 |
| CN204227847U (zh) * | 2014-10-30 | 2015-03-25 | 安徽首文高新材料有限公司 | 一种用于软磁原料的真空干燥搅拌机 |
| CN104359291A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-02-18 | 安徽首文高新材料有限公司 | 一种用于软磁原料的真空干燥搅拌机 |
| CN204768482U (zh) * | 2015-06-04 | 2015-11-18 | 江西科技学院 | 一种用于陶瓷浆料的真空搅拌装置 |
| CN205228054U (zh) * | 2015-12-04 | 2016-05-11 | 江苏碧诺环保科技有限公司 | 一种真空干燥系统 |
| CN108602689A (zh) * | 2016-07-04 | 2018-09-28 | 株式会社Lg化学 | 制备二次电池用正极活性材料的方法和由此制备的二次电池用正极活性材料 |
| CN106450276A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-02-22 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 锂离子电池电极改性材料、其制备方法及锂离子电池 |
| CN206656574U (zh) * | 2017-04-28 | 2017-11-21 | 广元市海天实业有限责任公司 | 肝素钠真空干燥箱 |
| CN107221645A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-09-29 | 广州朝锂新能源科技有限公司 | 表面修饰锂离子电池高镍层状正极材料及其制备方法 |
| CN207351087U (zh) * | 2017-10-23 | 2018-05-11 | 山西省医药与生命科学研究院 | 一种无菌真空干燥箱 |
| CN207317428U (zh) * | 2017-10-23 | 2018-05-04 | 山西中医药大学 | 一种防倒吸真空干燥箱 |
| CN108878860A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-23 | 江西理工大学 | 镍基正极材料、其前驱体及该材料和前驱体的制备方法 |
| CN108613515A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-10-02 | 常州现代医疗器械产业研究院 | 真空耙式干燥机 |
| CN109888261A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-06-14 | 河北省科学院能源研究所 | 一种改性的富镍三元复合电极材料及其制备方法 |
| CN110289415A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-09-27 | 福州大学 | 一种阴阳离子共掺杂的类单晶三元正极材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110854384A (zh) | 2020-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110854384B (zh) | 一种表面改性的镍基电极材料的制备方法 | |
| Li et al. | Topochemical synthesis of cobalt oxide nanowire arrays for high performance binderless lithium ion batteries | |
| CN113644272B (zh) | 一种铈铋复合氧化物掺杂锂离子电池正极材料及其制备方法 | |
| CN112349885B (zh) | 一种改性锂离子电池正极材料及其制备方法 | |
| CN113611856B (zh) | 正极材料及其制备方法、锂离子电池 | |
| CN107394183A (zh) | 一种多孔碳包覆的MnO纳米晶复合材料的制备方法及其在锂电池中的应用 | |
| CN114497527B (zh) | 一种富锂锰基正极材料及其制备方法和锂离子电池 | |
| CN112786881A (zh) | 一种固态锂电池及其制备方法 | |
| CN108987740A (zh) | 镍钴铝酸锂正极材料、其制备方法及应用其的电池 | |
| CN108539161A (zh) | 一种表面带棱状突起的橄榄型磷酸锰锂制备方法 | |
| KR20160097765A (ko) | 리튬 함유 인산화물의 탄소 코팅 방법 | |
| CN108767231A (zh) | 一种LiNixCoyMnl-x-yO2/Li2O·B2O3复合正极材料的制备方法 | |
| CN112751008A (zh) | 多酚改性锌铁基异质结氧化物碳纳米锂离子电池负极复合材料及其制备方法 | |
| CN110112371A (zh) | 一种表面包覆改性尖晶石相正极材料的方法 | |
| CN105206820B (zh) | 一种高性能钛酸锂复合电极材料及其制备方法 | |
| CN111952552B (zh) | 一种玻璃态包覆型正极材料及其制备方法 | |
| CN113745500A (zh) | 一种高镍三元正极材料的制备方法 | |
| CN114938686A (zh) | 一种钴酸锂层状正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN110921719B (zh) | 一种利用共沉淀法制备锂离子电池nca正极材料的方法 | |
| CN108011096B (zh) | 一种多孔立方体锂电池正极材料镍锰酸锂及其制备方法 | |
| CN1547272A (zh) | 一种具有均匀尖晶石结构的锰酸锂的制造方法 | |
| CN112349892A (zh) | 一种包覆改性的高镍正极材料及其制备方法和用途 | |
| CN114772655B (zh) | 一种lnm@lrnmc复合材料的制备方法及应用 | |
| CN109616632B (zh) | 锰基固溶体材料及其制备方法、正电极和电池 | |
| CN111533163B (zh) | 一种锂离子电池负极用黑色钛酸锂材料及其制备方法以及应用 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210402 |