CN112599735B - 一种改性ncm622三元正极材料及其制备方法 - Google Patents

一种改性ncm622三元正极材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112599735B
CN112599735B CN202011445835.XA CN202011445835A CN112599735B CN 112599735 B CN112599735 B CN 112599735B CN 202011445835 A CN202011445835 A CN 202011445835A CN 112599735 B CN112599735 B CN 112599735B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
ncm622
ternary cathode
cathode material
fecrconimn
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.)
Active
Application number
CN202011445835.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112599735A (zh
Inventor
刘兴亮
杨茂萍
李道聪
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.)
Hefei Gotion High Tech Power Energy Co Ltd
Original Assignee
Hefei Guoxuan High Tech Power Energy 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 Hefei Guoxuan High Tech Power Energy Co Ltd filed Critical Hefei Guoxuan High Tech Power Energy Co Ltd
Priority to CN202011445835.XA priority Critical patent/CN112599735B/zh
Publication of CN112599735A publication Critical patent/CN112599735A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112599735B publication Critical patent/CN112599735B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01M4/362—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
    • 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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • 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
    • 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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • 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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明公开了一种改性NCM622三元正极材料及其制备方法，其制备方法如下：首先利用磁控溅射技术制备膜状NCM622三元正极材料，然后在膜状NCM622三元正极材料的表面制备FeCrCoNiMn包覆层；并重复上述步骤1‑7次，即得到预定层数的改性材料。本方法通过溅射时间来控制包覆层厚度，使其厚度较薄，在不影响NCM622性能的基础上，制得均匀的包覆层，降低材料与电解液接触、降低腐蚀，减小界面阻抗，提升材料的循环性能；本发明制得的改性材料结构稳定性，表面残碱少，避免材料吸水性问题，尤其在降低电芯烘烤的水分，避免电芯胀气，提升材料的加工性能和安全性能。

Description

一种改性NCM622三元正极材料及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，具体涉及一种改性NCM622三元正极材料及其制备方法。
背景技术
锂离子电池因其工作电压高、能量密度高、循环寿命长、环境污染小等优点， 备受青睐。目前已经广泛应用于能源、交通、通讯等不同的领域之中。
三元材料(NCM)同钴酸锂(LCO)一样，是一种α-NaFeO2型的层状结构材料， 隶属于R-3m空间群，可看做是一种“有序岩盐相”。以NCM111型三元材料为例，其中 Li+位于结构中3a位置，Ni、Mn、Co随机分布在3b的位置，晶格氧占据6c位置。过 渡金属层结构由Ni、Mn、Co组成，且由6个晶格氧包围形成MO6(M＝Ni、Co或Mn) 八面体结构，而锂离子嵌入MO6层之间。在充放电过程中，锂离子在MO6层间结构中 脱嵌，参与电化学反应的电对分别为Ni2+/Ni3+、Ni3+/Ni4+和Co3+/Co4+，而Mn元素为 电化学惰性不贡献电化学容量。
目前其比较常见的合成方法有固相法、共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等。Liu等以α-MnO2纳米棒为原料，在900℃条件下合成粒径均一、阳离子混排度低、层状结构 良好的NCM333材料，在30次循环之后能够保持初始容量的93.9％(《High rate charge-dischargeof LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 synthesized via a low temperature solid-state method》,Solid State Ionics,2010,181(33-34):1530-1533.)。关等采用氢氧化物共沉淀法， 以NiSO4·7H2O和MnSO4·H2O为原料，NaOH作为沉淀剂，NH4·OH溶液为络合剂合 成了前驱体材料，并与Li2CO3球磨混合后，在空气气氛中烧结制得LiNCM622材料 (《Synthesis andelectrochemical properties of high efficiency nickel rich cathode materialLiNi0.6Co0.2Mn0.2O2》，Journal of electrochemistry,2018,24(01):52-56.)。Huang等通过温和 水热法合成NCM333超细粉末，颗粒粒径大致为10nm，颗粒形貌较均一(《Hydrothermalsynthesis of Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]for lithium rechargeable batteries》Ceram.Int.,2010, 36(8):2485-2487.)。Nithya等通过柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备三元系列材料，在2.7-4.9V 的电势窗口，0.2C倍率下，材料50次循环后容量可以达到192mAh/g(《Microscopically porous,interconnected single crystal cathode material forlithium ion batteries》,J.Mater Chem,2011,21(29):10777-10784.)。
目前，LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)三元正极材料已经大规模产业化，但是仍然 存在一些急需解决的问题，其中最大的原因就是碱性大，易吸水，影响材料的加工性能 以及电化学性能。NCM622相对于NCM111，热分解温度降低，放热量增加，导致循环 稳定不好，以及安全性能不佳。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明的目的是提供一种改性NCM622三元正极材料及其制备方法，通过在膜状NCM622材料的表面包覆FeCrCoNiMn材料层，可有效 降低NCM622表面水分及残碱，尤其电芯烘烤的水分及电化学性能；FeCrCoNiMn薄膜 包覆层增强NCM622材料结构稳定性，增加循环性能和安全性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种改性NCM622三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)以NCM622三元正极材料为靶材，采用磁控溅射技术，在基片上沉积一层膜 状NCM622三元正极材料；进一步的，基片为单晶硅片，其厚度为0.2-0.6mm。基片在 使用前经过预处理，预处理的方法为：基片依次在丙酮、去离子水、无水乙醇中分别超 声清洗20-60min，采用吹风机快速干燥后备用。优选的，磁控溅射技术的工艺参数为： 靶材和基片的距离为4～10cm；控制气压1*10-5～5*10-5Pa，冲入高纯氩气为工作气体， 保持0.4～0.8Pa工作气压，加热至100-300℃温度，溅射功率为50-150W，溅射时间为 0.5-2h。
(2)以FeCrCoNiMn为靶材，采用磁控溅射技术，在步骤(1)制得的膜状NCM622 三元正极材料的表面制备FeCrCoNiMn包覆层；优选的，磁控溅射技术的工艺参数为： 靶材和基片的距离为4～10cm；控制气压1*10-4～5*10-4Pa，冲入高纯氩气为工作气体， 保持0.1～0.5Pa工作气压，加热至50-250℃温度，溅射功率为30-100W，溅射时间为 0.3-1h。
(3)以步骤(2)制得的材料为基底，重复上述步骤(1)、步骤(2)1-7次，得到预定 层数的改性NCM622三元正极材料。常规包覆方法是在材料的最外侧包覆一层包覆层， 而本发明经过重复步骤(1)、(2)，制备得到的相当于是层层堆叠的结构，即在每个 NCM622外层进行改性，可以增强NCM622材料结构稳定性，降低NCM622表面的残 碱，降低材料吸水性问题。
作为优选的技术方案，步骤(2)中，FeCrCoNiMn包覆层的厚度为5-25nm。
本发明的另一个目的是提供上述所述的制备方法制得的改性NCM622三元正极材料。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明首先采用磁控溅射制备膜状NCM622三元正极材料，基片和靶材的距 离为4～10cm，保持0.4～0.8Pa工作气压，加热至100-300℃温度，溅射功率为50-150W， 可以使LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2结晶更完整，薄膜更加均匀；然后采用磁控溅射技术，在膜 状NCM622三元正极材料的表面制备FeCrCoNiMn包覆层，控制基片和靶材的距离为 4～10cm，基片可以旋转，通过溅射时间来控制FeCrCoNiMn包覆层厚度，从而在不影 响NCM622材料性能的基础上，更加均匀包覆在NCM622上。
(2)FeCrCoNiMn包覆层，降低材料与电解液接触，降低腐蚀，减小界面阻抗，从而提升材料的循环性能。
(3)FeCrCoNiMn薄膜均匀包覆的NCM622薄膜正极材料，增强NCM622材料结构 稳定性，降低NCM622薄膜表面的残碱，降低材料吸水性问题，尤其在降低电芯烘烤的 水分，避免电芯胀气，提升材料的加工性能和安全性能。
附图说明
图1为实施例3制备的材料制成的电池和对比实施例制备的未改性材料制成的电池 在0.2、0.5、1C倍率下循环性能图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作更进一步的说明。显然，所描述的实施例是本发 明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)选用正方体形状，边长为20*20mm、厚度为0.2mm单晶硅片为基片，将基片 依次在丙酮、去离子水、无水乙醇中分别超声清洗20min，采用吹风机快速干燥，放入 溅射室的样品架中；以NCM622为靶材，靶材和基片的距离为4cm，关闭真空室，溅射 条件为控制气压1*10-5Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.4Pa工作气压，加热至100℃ 温度，溅射功率为50W，溅射0.5h后得到膜状NCM622三元正极材料；
(2)以FeCrCoNiMn为靶材，在步骤(1)制得的膜状NCM622三元正极材料的 表面制备FeCrCoNiMn包覆层；磁控溅射技术的工艺参数为：靶材和基片的距离为4cm， 关闭真空室，溅射条件为控制气压1*10-4Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.1Pa工 作气压，加热至50℃温度，溅射功率为30W，溅射0.3h，在膜状NCM622三元正极材 料表面得到5nm厚的FeCrCoNiMn包覆层；
(3)依次重复步骤(1)、(2)1次，得到具有两层结构的FeCrCoNiMn包覆的NCM622 三元正极材料。
本实施例制备的改性NCM622材料0.2C倍率放电比容量为176.45mAh/g，1C倍率 放电比容量为167.12mAh/g，50次循环后的容量保持率为98.59％，需要说明的是，本 实施例中以及后续实施例中采用的电池是以本发明制备的材料为正极材料，以电池级锂 片为负极材料，以主成分为六氟磷酸锂为电解液进行组装的模拟电池，充放电电化学窗 口为3.0-4.3V。
实施例2
(1)选用正方体形状，边长为20*20mm、厚度为0.3mm单晶硅片为基片，将基片 依次在丙酮、去离子水、无水乙醇中分别超声清洗30min，采用吹风机快速干燥，放入 溅射室的样品架中；以NCM622为靶材，靶材和基片的距离为7cm，关闭真空室，溅射 条件为控制气压2.5*10-5Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.5Pa工作气压，加热至 170℃温度，溅射功率为80W，溅射1h后得到膜状NCM622三元正极材料；
(2)以FeCrCoNiMn为靶材，在步骤(1)制得的膜状NCM622三元正极材料的 表面制备FeCrCoNiMn包覆层；磁控溅射技术的工艺参数为：基片和靶材的距离为6cm， 关闭真空室，溅射条件为控制气压3*10-4Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.3Pa工 作气压，加热至100℃温度，溅射功率为45W，溅射0.5h，在膜状NCM622三元正极材 料表面得到10nm厚的FeCrCoNiMn包覆层；
(3)依次重复步骤(1)、(2)3次，得到具有四层结构的FeCrCoNiMn包覆的NCM622 三元正极材料。
实施例3
(1)选用正方体形状，边长为20*20mm、厚度为0.5mm单晶硅片为基片，将基片 依次在丙酮、去离子水、无水乙醇中分别超声清洗50min，采用吹风机快速干燥，放入 溅射室的样品架中；以NCM622为靶材，靶材和基片的距离为10cm，关闭真空室，溅 射条件为控制气压4*10-5Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.4Pa工作气压，加热至 100℃温度，溅射功率为125W，溅射0.8h后得到膜状NCM622三元正极材料；
(2)以FeCrCoNiMn为靶材，在步骤(1)制得的膜状NCM622三元正极材料的 表面制备FeCrCoNiMn包覆层；磁控溅射技术的工艺参数为：基片和靶材的距离为6cm， 关闭真空室，溅射条件为控制气压2.5*10-4Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.5Pa 工作气压，加热至200℃温度，溅射功率为80W，溅射0.4h，在膜状NCM622三元正极 材料表面得到7nm厚的FeCrCoNiMn包覆层；
(3)依次重复步骤(1)、(2)5次，得到具有六层结构的FeCrCoNiMn包覆的NCM622 三元正极材料。
实施例4
(1)选用正方体形状，边长为20*20mm、厚度为0.6mm单晶硅片为基片，将基片 依次在丙酮、去离子水、无水乙醇中分别超声清洗60min，采用吹风机快速干燥，放入 溅射室的样品架中；以NCM622为靶材，靶材和基片的距离为8cm，关闭真空室，溅射 条件为控制气压2.5*10-5Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.6Pa工作气压，加热至 170℃温度，溅射功率为80W，溅射1.5h后得到膜状NCM622三元正极材料；
(2)以FeCrCoNiMn为靶材，在步骤(1)制得的膜状NCM622三元正极材料的 表面制备FeCrCoNiMn包覆层；磁控溅射技术的工艺参数为：基片和靶材的距离为8cm， 关闭真空室，溅射条件为控制气压4.5*10-4Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.35Pa 工作气压，加热至220℃温度，溅射功率为80W，溅射0.5h，在膜状NCM622三元正极 材料表面得到8nm厚的FeCrCoNiMn包覆层；
(3)依次重复步骤(1)、(2)6次，得到具有七层结构的FeCrCoNiMn包覆的NCM622 三元正极材料。
实施例5
(1)选用正方体形状，边长为20*20mm、厚度为0.3mm单晶硅片为基片，将基片 依次在丙酮、去离子水、无水乙醇中分别超声清洗35min，采用吹风机快速干燥，放入 溅射室的样品架中；以NCM622为靶材，靶材和基片的距离为8cm，关闭真空室，溅射 条件为控制气压4.5*10-5Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.8Pa工作气压，加热至200℃温度，溅射功率为90W，溅射1.8h后得到膜状NCM622三元正极材料；
(2)以FeCrCoNiMn为靶材，在步骤(1)制得的膜状NCM622三元正极材料的 表面制备FeCrCoNiMn包覆层；磁控溅射技术的工艺参数为：基片和靶材的距离为6cm， 关闭真空室，溅射条件为控制气压4*10-4Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.3Pa工 作气压，加热至190℃温度，溅射功率为45W，溅射0.7h，在膜状NCM622三元正极材 料表面得到15nm厚的FeCrCoNiMn包覆层；
(3)依次重复步骤(1)、(2)5次，得到具有六层结构的FeCrCoNiMn包覆的NCM622 三元正极材料。
实施例6
(1)选用正方体形状，边长为20*20mm、厚度为0.6mm单晶硅片为基片，将基片 依次在丙酮、去离子水、无水乙醇中分别超声清洗60min，采用吹风机快速干燥，放入 溅射室的样品架中；以NCM622为靶材，靶材和基片的距离为10cm，关闭真空室，溅 射条件为控制气压5*10-5Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.8Pa工作气压，加热至 300℃温度，溅射功率为150W，溅射2h后得到膜状NCM622三元正极材料；
(2)以FeCrCoNiMn为靶材，在步骤(1)制得的膜状NCM622三元正极材料的 表面制备FeCrCoNiMn包覆层；磁控溅射技术的工艺参数为：基片和靶材的距离为10cm， 关闭真空室，溅射条件为控制气压5*10-4Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.5Pa工 作气压，加热至250℃温度，溅射功率为100W，溅射1h，在膜状NCM622三元正极材 料表面得到25nm厚的FeCrCoNiMn包覆层；
(3)依次重复步骤(1)、(2)7次，得到具有八层结构的FeCrCoNiMn包覆的NCM622 三元正极材料。
对比实施例
(1)选用正方体形状，边长为20*20mm，厚度0.5mm单晶硅片为基片，采用丙酮、 去离子水、无水乙醇依次超声清洗50min，采用吹风机快速干燥，放入溅射室的样品架 中；
以NCM622为靶材，基片和靶材的距离为10cm，关闭真空室，溅射条件为控制气 压4*10-5Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.4Pa工作气压，加热至100℃温度，溅 射功率为125W，溅射0.8h后得到膜状NCM622三元正极材料；
(2)重复步骤(1)5次，可得到6层未改性的膜状NCM622三元正极材料。
图1为实施例3制备的材料制成的电池和对比实施例制备的未改性材料制成的电池 在0.2、0.5、1C倍率下循环性能图。可看出，实施例3中改性材料制成的电池在0.2C 倍率放电比容量为177.24mAh/g，1C倍率放电比容量为167.35mAh/g，50次循环后的容 量保持率为99.31％；对比实施例中未改性材料制成的电池在0.2C倍率放电比容量为 173.15mAh/g，1C倍率放电比容量为164.31mAh/g，50次循环后的容量保持率为93.78％。
将上述实施例1-6和对比实施例制得的材料制成电池，进行电池性能和注液前水分 检测，结果如表1所示，与对比实施例测试结果相比，实施例制备的材料的水分更低， 因此通过FeCrCoNiMn包覆，能够提升NCM622的安全性能。且实施例制备的材料制 成的电池具有优秀的电化学性能和安全性能。
表1实施例与对比实施例测试数据对比
Figure BDA0002831148590000071
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种改性NCM622三元正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)以NCM622三元正极材料为靶材，采用磁控溅射技术，在基片上沉积一层膜状NCM622三元正极材料；
(2)以FeCrCoNiMn为靶材，采用磁控溅射技术，在步骤(1)制得的膜状NCM622三元正极材料的表面制备FeCrCoNiMn包覆层；
(3)以步骤(2)制得的材料为基底，重复上述步骤(1)、步骤(2)1-7次，得到预定层数的FeCrCoNiMn包覆层改性NCM622三元正极材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述基片在使用前经过预处理，预处理的方法为：基片依次在丙酮、去离子水、无水乙醇中分别超声清洗后，经干燥后备用。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述基片为单晶硅片，其厚度为0.2-0.6mm。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：超声清洗时间为20-60min；采用吹风机快速干燥。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，磁控溅射技术的工艺参数为：靶材和基片的距离为4～10cm；控制气压1*10-5～5*10-5Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.4～0.8Pa工作气压，加热至100-300℃温度，溅射功率为50-150W，溅射时间为0.5-2h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，磁控溅射技术的工艺参数为：靶材和基片的距离为4～10cm；控制气压1*10-4～5*10-4Pa，冲入高纯氩气为工作气体，保持0.1～0.5Pa工作气压，加热至50-250℃温度，溅射功率为30-100W，溅射时间为0.3-1h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述FeCrCoNiMn包覆层的厚度为5-25nm。
8.如权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的改性NCM622三元正极材料。
CN202011445835.XA 2020-12-11 2020-12-11 一种改性ncm622三元正极材料及其制备方法 Active CN112599735B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011445835.XA CN112599735B (zh) 2020-12-11 2020-12-11 一种改性ncm622三元正极材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011445835.XA CN112599735B (zh) 2020-12-11 2020-12-11 一种改性ncm622三元正极材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112599735A CN112599735A (zh) 2021-04-02
CN112599735B true CN112599735B (zh) 2022-02-18

Family

ID=75191868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011445835.XA Active CN112599735B (zh) 2020-12-11 2020-12-11 一种改性ncm622三元正极材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112599735B (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8828829D0 (en) * 1988-12-09 1989-01-18 Lilliwyte Sa Electrochemical cell
JPH01278010A (ja) * 1988-04-28 1989-11-08 Elna Co Ltd 電解コンデンサ用陰極箔の製造方法
KR20050030763A (ko) * 2003-09-26 2005-03-31 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 이차 전지
RU2006136103A (ru) * 2006-10-12 2008-04-20 Федеральное государственное учреждение российскийнаучный центр "Курчатовский институт" (RU) Способ получения квазикристаллических пленок на основе алюминия
CN101414674A (zh) * 2008-08-05 2009-04-22 华南师范大学 锂离子电池锡/碳纳米多层膜负极材料及其制备方法和应用
CN102255074A (zh) * 2011-04-18 2011-11-23 耿世达 一种新型锂离子电池正负极颗粒合金金属包覆方法
CN102668189A (zh) * 2009-09-24 2012-09-12 尤米科尔公司 正极材料
CN104779389A (zh) * 2015-05-06 2015-07-15 田东 一种高容量钴酸锂正极材料的制备方法
CN104795562A (zh) * 2015-05-06 2015-07-22 田东 一种改性三元正极材料的制备方法
CN109678468A (zh) * 2017-10-18 2019-04-26 深圳大学 一种三元正极LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料的制备及烧结方法
CN109768252A (zh) * 2019-01-10 2019-05-17 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种改性的ncm622薄膜正极材料及其制备与应用
CN109970464A (zh) * 2019-01-15 2019-07-05 中南大学 一种多孔金属氧化物的制备方法
CN110416506A (zh) * 2019-07-11 2019-11-05 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种改性磷酸铁锂正极材料及其制备方法
KR20200055962A (ko) * 2018-11-14 2020-05-22 인천대학교 산학협력단 리튬 테트라메틸실릴보레이트 코팅층을 포함하는 리튬 이차전지용 양극 활물질 및 이의 제조방법
CN111653727A (zh) * 2020-06-30 2020-09-11 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种预锂化硅基薄膜负极材料及其制备方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01278010A (ja) * 1988-04-28 1989-11-08 Elna Co Ltd 電解コンデンサ用陰極箔の製造方法
GB8828829D0 (en) * 1988-12-09 1989-01-18 Lilliwyte Sa Electrochemical cell
KR20050030763A (ko) * 2003-09-26 2005-03-31 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 이차 전지
RU2006136103A (ru) * 2006-10-12 2008-04-20 Федеральное государственное учреждение российскийнаучный центр "Курчатовский институт" (RU) Способ получения квазикристаллических пленок на основе алюминия
CN101414674A (zh) * 2008-08-05 2009-04-22 华南师范大学 锂离子电池锡/碳纳米多层膜负极材料及其制备方法和应用
CN102668189A (zh) * 2009-09-24 2012-09-12 尤米科尔公司 正极材料
CN102255074A (zh) * 2011-04-18 2011-11-23 耿世达 一种新型锂离子电池正负极颗粒合金金属包覆方法
CN104779389A (zh) * 2015-05-06 2015-07-15 田东 一种高容量钴酸锂正极材料的制备方法
CN104795562A (zh) * 2015-05-06 2015-07-22 田东 一种改性三元正极材料的制备方法
CN109678468A (zh) * 2017-10-18 2019-04-26 深圳大学 一种三元正极LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料的制备及烧结方法
KR20200055962A (ko) * 2018-11-14 2020-05-22 인천대학교 산학협력단 리튬 테트라메틸실릴보레이트 코팅층을 포함하는 리튬 이차전지용 양극 활물질 및 이의 제조방법
CN109768252A (zh) * 2019-01-10 2019-05-17 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种改性的ncm622薄膜正极材料及其制备与应用
CN109970464A (zh) * 2019-01-15 2019-07-05 中南大学 一种多孔金属氧化物的制备方法
CN110416506A (zh) * 2019-07-11 2019-11-05 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种改性磷酸铁锂正极材料及其制备方法
CN111653727A (zh) * 2020-06-30 2020-09-11 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种预锂化硅基薄膜负极材料及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"FeNiN薄膜结构和磁性的研究";王晓芳;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 (工程科技Ⅰ辑)》;20090415(第04年期);第B020-171页 *
Achieving a High-Strength CoCrFeNiCu High-Entropy Alloy with an Ultrafine-Grained Structure via Friction Stir Processing;Ning Li等;《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》;20200708(第07期);第40-46页 *
衬底温度对FeCrCoNiMn高熵合金氮化物薄膜组织结构和电性能的影响;杨克蒋等;《金属功能材料》;20180412(第02期);第47-56页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112599735A (zh) 2021-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110226251B (zh) 镍活性物质前驱体及其制备方法、镍活性物质以及锂二次电池
CN110931797A (zh) 一种具有复合包覆层的高镍正极材料及其制备方法
Xu et al. Progress in preparation and modification of LiNi0. 6Mn0. 2Co0. 2O2 cathode material for high energy density Li‐ion batteries
WO2014075416A1 (zh) 富锂正极材料、锂电池正极和锂电池
CN112018341A (zh) 一种高容量高镍正极材料及其制备方法
CN109192969B (zh) 一种三元镍钴锰复合材料、其制备方法与锂离子电池
CN113060775B (zh) 一种无钴正极材料及其制备方法和应用
JPH09270253A (ja) ニッケル酸リチウム正極板の製造方法およびリチウム電池
CN109755512A (zh) 一种高镍长寿命多元正极材料及其制备方法
CN111244464A (zh) 一种Zr、Al共掺杂的NCM三元正极材料及其制备方法
CN113745498A (zh) 一种气相沉积包覆MoSe2的三元正极材料及其制备方法
KR101439638B1 (ko) 양극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN115241450A (zh) 一种掺杂型钠离子镍铁锰基单晶电池正极材料的制备及其应用
CN114678509A (zh) 一种氟氧化物原位包覆的钠离子电池层状正极材料及其制备方法
KR20240007315A (ko) 배향성 구조를 갖는 리튬전지용 양극활물질 및 이의 제조방법
CN114267841B (zh) 一种表面全包覆的高镍单晶三元材料的制备方法及应用
CN113571691B (zh) 基于锆氮共掺碳点改性单晶三元正极材料及其制备方法
CN114695878A (zh) 一种单晶三元正极材料及其制备方法和应用
CN111170369A (zh) 一种锰酸锂或镍锰酸锂材料及其制备方法和应用
CN111613782B (zh) 一种壳核结构三元正极材料及其制备方法和全固态电池
CN112599735B (zh) 一种改性ncm622三元正极材料及其制备方法
CN109546102B (zh) 一种钛酸锂负极材料及其制备方法
CN113629241A (zh) 核壳结构正极材料的制备方法、正极材料及锂离子电池
CN113753972B (zh) 多元金属氧化物包覆改性镍钴锰三元正极材料及其制备方法和应用
KR101448356B1 (ko) 양극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지

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