ES2956478A2 - Material catódico de níquel-manganeso sin cobalto y preparación y aplicación del mismo. - Google Patents

Material catódico de níquel-manganeso sin cobalto y preparación y aplicación del mismo. Download PDF

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Abstract

Material catódico de níquel-manganeso sin cobalto y preparación y aplicación del mismo. La invención se refiere al campo técnico de los materiales para baterías y desvela un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto y un método de preparación y aplicación del mismo. La fórmula química del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto es LiaNixMnyMezO2@Mb, y Me es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en Zr, Al, W, Sr, Ti y Mg; M es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en Al2O3, CeO2, TiO2, Yb2O3, Nb2O5, La2O3, WO3, sol de titanio, sol de aluminio, sol de titanio-aluminio, isopropóxido de aluminio, titanato de butilo, fosfato diácido de aluminio o tungstato de litio. La presente invención logra un revestimiento poco profundo a través de la calcinación a alta temperatura seguida de un revestimiento de óxido metálico, lo que es beneficioso para evitar que el material se expanda por microfisuras causadas por la estructura del material y el cambio de tensión interna durante los ciclos de carga-descarga.

Description

DESCRIPCIÓN
Material catódico de níquel-manganeso sin cobalto y preparación y aplicación del mismo
Campo técnico
La invención se refiere al campo técnico de los materiales para baterías, y específicamente se refiere a un material de electrodo catódico de níquel-manganeso sin cobalto y un método de preparación y aplicación del mismo.
Antecedentes
En la actualidad, los materiales catódicos con mayor densidad energética en el mercado son materiales catódicos ternarios de níquel-cobalto-manganeso. Sin embargo, debido a que los materiales catódicos ternarios de níquelcobalto-manganeso contienen cobalto. El cobalto es un recurso escaso y el precio del cobalto muestra una tendencia creciente, lo que hace que el precio de los materiales catódicos relacionados con el contenido de cobalto fluctúe en gran medida. Por lo tanto, el desarrollo de materiales catódicos sin cobalto se ha convertido en una tendencia en el futuro, abordando el problema del alto coste de los materiales catódicos debido al precio del cobalto. Además, hay pocos informes disponibles para materiales catódicos estratificados de níquel-manganeso, especialmente los materiales catódicos sin cobalto con contenido medio o bajo de níquel.
Por lo tanto, existe la necesidad urgente de desarrollar un material catódico estratificado sin cobalto con un contenido de níquel relativamente bajo.
Sumario de la invención
La presente invención tiene el objeto de solucionar al menos uno de los problemas técnicos existentes en la técnica anterior mencionada anteriormente. Por este motivo, la presente invención propone un material catódico de níquelmanganeso sin cobalto y su método de preparación y aplicación. El contenido de níquel del material catódico producido es relativamente bajo, y los estados de valencia de algunos elementos en el material catódico cambian al dopar elementos metálicos de alta valencia. Puede estabilizar la estructura cristalina del material catódico ternario, permitir que los iones de litio se intercalen o se desintercalen, reducir la barrera energética, hacer que haya más vacantes de electrones disponibles en el material catódico y aumentar la capacidad del material catódico.
Para lograr el objetivo mencionado anteriormente, en la invención se adopta la siguiente solución técnica.
Un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto, que tiene la fórmula química de LiaNixMnyMezO2@Mb, y Me es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en Zr, Al, W, Sr, Ti y Mg; M es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en AhO3, CeO2, TiO2, Yb2O3, Nb2O5, La2O3, WO3, sol de titanio, sol de aluminio, sol de titanio y aluminio, isopropóxido de aluminio, titanato de butilo, fosfato diácido de aluminio y tungstato de litio, en donde 0,9≤a≤1,10, 0,50≤x≤0,70, 0,50≤y≤0,30, 0,001≤z≤0,009, 0,001≤b≤0,005.
Preferentemente, el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto tiene un área superficial específica de 0,4-0,9 m2/g y un tamaño de partícula D50 de 3,0-5,0 |jm.
Un método de preparación para el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto comprende las siguientes etapas:
(1) Preparar una solución A con una sal de níquel y una sal de manganeso y, a continuación, añadir gota a gota una mezcla de hidróxido de sodio y amoniaco, agitar para realizar una reacción, lavar un producto resultante y secar para obtener un precursor de hidróxido de níquel-manganeso NixMny(OH)2;
(2) mezclar el precursor de hidróxido de níquel-manganeso NixMny(OH)2 con una fuente de litio y un dopante, realizar una primera calcinación y pulverizar para obtener un material catódico de níquel-manganeso sin cobalto LiaNixMnyMezO2;
(3) mezclar el material catódico de níquel-manganeso sin cobalto LiaNixMnyMezO2 con un agente de revestimiento A, y realizar una segunda calcinación y tamizar para obtener un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con óxido metálico;
(4) pulverizar el agente de revestimiento B sobre la superficie del material de electrodo catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con óxido metálico para el revestimiento en húmedo y secar al vacío para obtener un material de electrodo catódico estratificado sin cobalto de doble revestimiento LiaNixMnyMezO2@Mb.
Preferentemente, en la etapa (1), la sal de níquel es al menos una seleccionada del grupo que consiste en NiSO4, Ni(CH3COO)2, Ni(NO3)2, C2O4 M y NiCh.
Preferentemente, en la etapa (1), la sal de manganeso es al menos una seleccionada del grupo que consiste en MnSO4, Mn(NO3)2, MnC2O4 y MnCh.
Preferentemente, en la etapa (1), la solución A se prepara para que tenga una concentración de iones de níquel y manganeso de 2,0 mol/l-3,2 mol/l.
Preferentemente, en la etapa (1), la reacción se realiza a una temperatura de 55 ± 5 °C durante 2-10 h.
Preferentemente, en la etapa (2), la fuente de litio es al menos una seleccionada del grupo que consiste en L O H H 2O, Li2CO3 y CH3COOLi.
Preferentemente, en la etapa (2), el dopante es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en ZrO2, AhO3, Al (OH)3, WO3, SrO, TiO2, Mg (OH)2 y gO2.
Preferentemente, en la etapa (2), el precursor y la sal de litio tienen una relación de contenido molar metálico Li/M1 = 0,9-1,10 (M1 es el contenido molar metálico de Ni, Co y Mn en el precursor).
Preferentemente, en la etapa (2), la primera calcinación se realiza a una temperatura de 450 °C-980 °C durante 5 h-27 h.
Preferentemente, en la etapa (3), el agente de revestimiento A es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en AkO3, CeO2, TO 2, Yb2O3, Nb2O5, La2O3 y WO3.
Preferentemente, en la etapa (3), la segunda calcinación se realiza a una temperatura de 250 °C-600 °C durante 5 h-12 h.
Preferentemente, en la etapa (4), el agente de revestimiento B es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en sol de titanio, sol de aluminio, sol de titanio y aluminio, isopropóxido de aluminio, titanato de butilo, fosfato diácido de aluminio y tungstato de litio.
Preferentemente, en la etapa (4), el material de electrodo catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto de doble revestimiento es un material de electrodo catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con una película superficial y un óxido metálico.
Preferentemente, en la etapa (4), el secado al vacío se realiza a una temperatura de 130 °C-180 °C.
Una batería incluye el material catódico de níquel-manganeso sin cobalto.
En comparación con la técnica anterior, los efectos beneficiosos de la presente invención son los siguientes:
1. En la presente invención, se logra un revestimiento poco profundo mediante calcinación a alta temperatura seguida del revestimiento con óxido metálico. El revestimiento poco profundo es beneficioso para evitar una expansión por microfisuras causada por la estructura del material y el cambio de tensión interna durante los ciclos de carga y descarga. El revestimiento poco profundo en la superficie del material puede evitar eficazmente que las microfisuras se expandan a la superficie del material, aumentar la vida útil del material bajo alta tensión y mejorar el rendimiento del ciclo del material. La tasa de retención de capacidad del material después de 100 ciclos alcanza el 96,5 %.
2. La presente invención adopta el método de revestimiento del agente de revestimiento sobre la superficie del material por pulverización en húmedo para formar un revestimiento de tipo pelicular denso que es diferente del revestimiento de contacto puntual obtenido por revestimiento en seco, que es más propicio a evitar que el material esté directamente en contacto con el electrolito, lo que inhibe la disolución de cationes en el material, mejora la estabilidad estructural del material y mejora el rendimiento del ciclo del material.3
3. En la presente invención, se usa Mn económico para reemplazar el costoso Co o parte del níquel para reducir el coste de preparación en un 20-30 %. Se gestiona que el contenido de níquel del material sea relativamente bajo, y el manganeso de bajo coste estabiliza la estructura del material. Además, los elementos metálicos de alta valencia se dopan para cambiar el estado de valencia de algunos elementos en el material, lo que puede estabilizar la estructura cristalina del material y reducir la barrera energética de la intercalación/desintercalación de los iones de litio, de modo que haya más vacantes de electrones en el material lo que conduce a una mayor capacidad de material. Tal como en el Ejemplo 1, la primera capacidad de carga del material de electrodo catódico alcanza 208,6 mAh/g, la primera capacidad de descarga alcanza 186,9 mAh/g y la primera eficiencia de descarga alcanza el 89,6 %.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una imagen SEM de un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto que tiene una morfología monocristalina obtenida en la etapa (3) del Ejemplo 1;
la figura 2 es una imagen SEM de un material de electrodo catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con óxido metálico en la etapa (5) del Ejemplo 1 que tiene una morfología monocristalina;
la figura 3 es una imagen SEM del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto de doble revestimiento obtenido en la etapa (6) del Ejemplo 1;
la figura 4 es una imagen SEM de un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto obtenido en la etapa (3) del Ejemplo 2 que tiene una morfología monocristalina;
la figura 5 es una imagen SEM de un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con óxido metálico obtenido en la etapa (5) del Ejemplo 2 que tiene una morfología de tipo monocristalino;
la figura 6 es un diagrama esquemático del revestimiento del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con el agente de revestimiento del Ejemplo 1-2;
la figura 7 muestra el gráfico comparativo de XRD del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con película de sol de titanio y recubierto con óxido metálico que tiene una morfología monocristalina obtenido en el Ejemplo 1-2 y los materiales catódicos estratificados sin cobalto obtenidos en los Ejemplos comparativos 1-3.
Descripción detallada de ejemplos ilustrados
En lo sucesivo en el presente documento, el concepto de la presente invención y los efectos técnicos producidos por la misma se describirán de forma clara y completa con referencia a las realizaciones, para comprender completamente el propósito, las características y los efectos de la presente invención. Evidentemente, las realizaciones descritas son solo una parte de las realizaciones de la presente invención, en lugar de todas ellas. Basándose en las realizaciones de la presente invención, otras realizaciones obtenidas por los expertos en la técnica sin trabajo creativo pertenecen al ámbito de protección de la presente invención.
Ejemplo 1
El método de preparación del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto (Lii,o6Nio,6Mno,3974Meo,oo26O2@(Al2O3)o,ooi-(TiO2)o,ooi5) de la presente realización comprende las etapas específicas de la siguiente manera:
(1) Preparar 2,5 mol/l de una solución A con NiSO4 y MnSO4 en una relación molar de Ni:Mn = 6:4, agitar la solución en un reactor de tanque agitado a 25 rpm/min, a continuación añadir gota a gota hidróxido de sodio y amoniaco a un caudal de 5 m3/h para realizar una reacción a una temperatura de 55 °C-60 °C durante 2 h. Una vez completada la reacción, lavar un producto resultante con agua desionizada y colocar en una centrífuga para filtrar a una velocidad centrífuga de 600 rpm/min durante 90 min, a continuación secar a 150 °C durante 4 h para obtener finalmente el precursor de hidróxido de níquel-manganeso sin cobalto Nio,6Mno,4(OH)2;
(2) mezclar el precursor de hidróxido de níquel-manganeso sin cobalto mencionado anteriormente Nio,6Mno,4(OH)2 con carbonato de litio, WO3 y SrO (la relación molar de litio con respecto a los metales Ni, Co y Mn en el precursor de hidróxido es de 1,06:1, el elemento W se dopa en un contenido de 2000 ppm y el elemento Sr se dopa en un contenido de 1500 ppm) con un mezclador de alta velocidad a una velocidad de mezcla de 300 rpm/min durante 10 min y a continuación a 500 rpm/min durante 30 min para obtener una mezcla;
(3) realizar una primera calcinación a la mezcla en un horno de cámara a una capacidad de carga de 3,5 kg/carga en atmósfera de aire. La presión de entrada de aire es de 0,15 Mpa y el aire se introduce usando método de entrada de aire inferior a un caudal de 10 m3/h. La calcinación se realiza de la siguiente manera: en primer lugar, calentar la mezcla a una velocidad de calentamiento de 3 °C/min para elevar la temperatura a 550 °C, a continuación a una velocidad de calentamiento de 2,5 °C/min a una temperatura de 750 °C y mantener la temperatura durante 5 h, y a continuación calentar a una velocidad de calentamiento de 2 °C/min a una temperatura de 950 °C y mantener la temperatura durante 11 h, y finalmente bajar la temperatura a temperatura ambiente a una velocidad de enfriamiento de 3 °C/min, y a continuación realizar una pulverización por chorro para obtener un material que tiene un tamaño de partícula D50 de 3,5 |jm, que es el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto con una morfología monocristalina como se muestra en la figura 1;
(4) a continuación mezclar el material de electrodo catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto mencionado anteriormente con AhO3 (el contenido de Al es 1000 ppm), en un mezclador de alta velocidad a una velocidad de mezcla de 200 rpm/min durante 10 min, a continuación a 250 rpm/min durante 15 min, y a continuación a 300 rpm/min durante 20 min, para obtener una mezcla;
(5) someter la mezcla a una segunda calcinación en un horno de cámara. El proceso de calcinación es el siguiente: en primer lugar, calentar la mezcla a una velocidad de calentamiento de 3 °C/min para elevar la temperatura a 600 °C, a continuación mantener la temperatura durante 6 h, a continuación bajar la temperatura a temperatura ambiente a una velocidad de enfriamiento de 3 °C/min, y a continuación cribar con un tamiz de malla 300 para obtener un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con AhO3 con una morfología monocristalina como se muestra en la figura 2;
(6) diluir sol de titanio (donde Ti es 1500 ppm) en una fase de alcohol 3 veces y pulverizar la dilución resultante sobre el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con óxido metálico para realizar un revestimiento en húmedo, seguido de la realización de un secado al vacío a una temperatura de secado de 150 °C durante 4 h para obtener el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto de doble revestimiento Lii,o6Nio,6Mno,3974Meo,oo26O2@(Al2O3)o,oor(TiO2)o,ooi5 como se muestra en la figura 3.
Prueba experimental
(1) Preparación de una pieza de electrodo positivo: el material catódico de fabricación propia en la etapa (6) del ejemplo 1 anterior se usa como material activo, se usa NMP como disolvente, revistiendo una mezcla del material activo, SP y politetrafluoroetileno en una relación en masa de 90:4:6 uniformemente sobre una lámina de aluminio y la pieza del electrodo positivo se prepara por laminación, etc.
(2) Ensamblaje de la batería: La batería se ensambla en una caja de guantes de acero inoxidable llena de argón con litio metálico como electrodo negativo y 1 mol/l de LiPF6 como electrolito.
Prueba: Después de dejar en reposo la batería ensamblada durante 12 h, el rendimiento electroquímico de la batería se prueba usando un sistema de prueba de batería a 25 °C y una corriente de 0,1 C a una tensión de carga de (2,75~4,4) V.
Ejemplo 2
El método de preparación del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto (Lii,o4Nio,6Mno,3969Meo,oo3iO2@(Al2O3-TiO2)o,ooi- (Li2WO4)o,ooi5) de la presente realización comprende las etapas específicas de la siguiente manera:
(1) Preparar 2,3 mol/l de una solución A con NiSO4 y MnSO4 en una relación molar de Ni:Mn = 6:4, agitar la solución en un reactor de tanque agitado a 30 rpm/min, a continuación añadir gota a gota hidróxido de sodio y amoniaco a un caudal de 6,3 m3/h para realizar una reacción a una temperatura de 55 °C-60 °C durante 2,5 h. Una vez completada la reacción, lavar un producto resultante con agua desionizada y colocarlo en una centrífuga para filtrar a una velocidad centrífuga de 600 rpm/min durante 90 min, a continuación secar a 150 °C durante 4 h para obtener finalmente el precursor de hidróxido de níquel-manganeso sin cobalto Nio,6Mno,4(OH)2;
(2) mezclar el precursor de hidróxido de níquel-manganeso sin cobalto mencionado anteriormente Nio,6Mno,4(OH)2 con carbonato de litio, ZrO2, WO3 y SrO (la relación molar de litio con respecto a los metales Ni, Co y Mn en el precursor de hidróxido es de 1,04:1, el elemento Zr se dopa en un contenido de 1500 ppm, el elemento W se dopa en un contenido de 1500 ppm, y el elemento Sr se dopa en un contenido de 800 ppm) con un mezclador de alta velocidad a una velocidad de mezcla de 300 rpm/min durante 10 min, a 400 rpm/min durante 15 min y a continuación a 500 rpm/min durante 30 min para obtener una mezcla;
(3) realizar una primera calcinación a la mezcla en un horno de cámara a una capacidad de carga de 3,5 kg/carga en atmósfera de aire. La presión de entrada de aire es de 0,15 Mpa y el aire se introduce usando método de entrada de aire inferior a un caudal de 8 m3/h. La calcinación se realiza de la siguiente manera: en primer lugar, calentar la mezcla a una velocidad de calentamiento de 3 °C/min para elevar la temperatura a 550°C, a continuación a una velocidad de calentamiento de 2,5 °C/min a una temperatura de 750 °C y mantener la temperatura durante 6 h, y a continuación calentar a una velocidad de calentamiento de 2 °C/min a una temperatura de 945 °C y mantener la temperatura durante 11 h, y finalmente bajar la temperatura a temperatura ambiente a una velocidad de enfriamiento de 3 °C/min, y a continuación realizar una pulverización por chorro para obtener un material que tiene un tamaño de partícula D50 de 4,5 |jm, que es el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto con una morfología de tipo monocristalino como se muestra en la figura 4;
(4) a continuación mezclar el material de electrodo catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto mencionado anteriormente con TiO2, AhO3 (en donde Ti es 1000 ppm, Al es 1000 ppm) en un mezclador de alta velocidad a una velocidad de mezcla de 200 rpm/min durante 10 min, a continuación a 250 rpm/min durante 15 min, y a continuación a 300 rpm/min durante 20 min, para obtener una mezcla; 5
(5) someter la mezcla a una segunda calcinación en un horno de cámara. El proceso de calcinación es el siguiente: en primer lugar, calentar la mezcla a una velocidad de calentamiento de 3 °C/min para elevar la temperatura a 650 °C, a continuación mantener la temperatura durante 6 h, a continuación bajar la temperatura a temperatura ambiente a una velocidad de enfriamiento de 2,5 °C/min, y a continuación cribar con un tamiz de malla 300 para obtener un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con AI2O3 con una morfología de tipo monocristalino como se muestra en la figura 5;
(6) diluir tungstato de litio (en donde W es 1500 ppm) en una fase de alcohol 3 veces y pulverizar la dilución resultante sobre el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con óxido metálico para realizar un revestimiento en húmedo, seguido de la realización de un secado al vacío a una temperatura de secado de 140 °C durante 4 h para obtener el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto de doble revestimiento Ui,o4Nio,6Mno,386eMeo,oo0iO2@(Al2O3TiO2)o,ooi ■ (Li2WO4)o,ooi5).
Prueba experimental
(1) Preparación de una pieza de electrodo positivo: el material catódico de fabricación propia en la etapa (5) del ejemplo 2 anterior se usa como material activo, se usa NMP como disolvente, revistiendo una mezcla del material activo, SP y politetrafluoroetileno en una relación en masa de 90:4:6 uniformemente sobre una lámina de aluminio y la pieza del electrodo positivo se prepara por laminación, etc.
(2) Ensamblaje de la batería: La batería se ensambla en una caja de guantes de acero inoxidable llena de argón con litio metálico como electrodo negativo y 1 mol/l de LiPF6 como electrolito.
Prueba: Después de dejar en reposo la batería ensamblada durante 12 h, el rendimiento electroquímico de la batería se prueba usando un sistema de prueba de batería a 25 °C y una corriente de 0,1 C a una tensión de carga de (2,75~4,4) V.
Ejemplo comparativo 1
El método de preparación del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto (Lii,o6Nio,6Mno,3974Meo,oo26O2) de la presente realización comprende las etapas específicas de la siguiente manera:
(1) Preparar 2,5 mol/l de una solución A con NiSO4 y MnSO4 en una relación molar de Ni:Mn = 6:4, agitar la solución en un reactor de tanque agitado a 25 rpm/min, a continuación añadir gota a gota hidróxido de sodio y amoniaco a un caudal de 5 m3/h para realizar una reacción a una temperatura de 55 °C-60 °C durante 2 h. Una vez completada la reacción, lavar un producto resultante con agua desionizada y colocarlo en una centrífuga para filtrar a una velocidad centrífuga de 600 rpm/min durante 90 min, a continuación secar a 150 °C durante 4 h para obtener finalmente el precursor de hidróxido de níquel-manganeso sin cobalto Nio,6Mno,4(OH)2;
(2) mezclar el precursor de hidróxido de níquel-manganeso sin cobalto mencionado anteriormente Nio,6Mno,4(OH)2 con carbonato de litio, WO3 y SrO (la relación molar de litio con respecto a los metales Ni, Co y Mn en el precursor de hidróxido es de 1,06:1, el elemento W se dopa en un contenido de 2000 ppm y el elemento Sr se dopa en un contenido de 1500 ppm) con un mezclador de alta velocidad a una velocidad de mezcla de 300 rpm/min durante 10 min y a continuación a 500 rpm/min durante 30 min para obtener una mezcla;
(3) realizar una primera calcinación a la mezcla en un horno de cámara a una capacidad de carga de 3,5 kg/carga en atmósfera de aire. La presión de entrada de aire es de 0,15 Mpa y el aire se introduce usando método de entrada de aire inferior a un caudal de 10 m3/h. La calcinación se realiza de la siguiente manera: en primer lugar, calentar la mezcla a una velocidad de calentamiento de 3 °C/min para elevar la temperatura a 550 °C, a continuación a una velocidad de calentamiento de 2,5 °C/min a una temperatura de 750 °C y mantener la temperatura durante 5 h, y a continuación calentar a una velocidad de calentamiento de 2 °C/min a una temperatura de 950 °C y mantener la temperatura durante 11 h, y finalmente bajar la temperatura a temperatura ambiente a una velocidad de enfriamiento de 3 °C/min, y a continuación realizar una pulverización por chorro para obtener un material que tiene un tamaño de partícula D50 de 3,5 |jm, que es el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto con una morfología monocristalina como se muestra en la figura 1;
(4) someter el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto que tiene un tamaño de partícula D50 de 3,5 jm a una segunda calcinación en un horno de cámara. El proceso de calcinación es el siguiente: en primer lugar, calentar el material a una velocidad de calentamiento de 3 °C/min para elevar la temperatura a 600 °C, a continuación mantener la temperatura durante 6 h, a continuación bajar la temperatura a temperatura ambiente a una velocidad de enfriamiento de 3 °C /min, y a continuación cribar con un tamiz de malla 300 para obtener un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto con una morfología monocristalina Lii,o6Nio,6Mno,3974Meo,oo26O2;
El método de prueba para el material preparado en el Ejemplo comparativo 1 es el mismo que las etapas de prueba (1), (2) y (3) en el Ejemplo 1.
Ejemplo comparativo 2
El método de preparación del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto de este ejemplo comparativo tiene las siguientes etapas específicas:
El método de preparación del Ejemplo comparativo 2 es el mismo que el material catódico obtenido en las etapas (1)(2)(3)(4)(5) en el Ejemplo 1. El método de prueba del material preparado es el mismo que las etapas de prueba (1)(2)(3) en el Ejemplo 1. Igual.
Ejemplo comparativo 3
El método de preparación del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto de la presente realización comprende las etapas específicas de la siguiente manera:
(1) Preparar 2,3 mol/l de una solución A con NiSO4 y MnSO4 en una relación molar de Ni:Mn = 6:4, agitar la solución en un reactor de tanque agitado a 30 rpm/min, a continuación añadir gota a gota hidróxido de sodio y amoniaco a un caudal de 6,3 m3/h para realizar una reacción a una temperatura de 55 °C-60 °C durante 2 h. Una vez completada la reacción, lavar un producto resultante con agua desionizada y colocarlo en una centrífuga para filtrar a una velocidad centrífuga de 600 rpm/min durante 90 min, a continuación secar a 150 °C durante 4 h para obtener finalmente el precursor de hidróxido de níquel-manganeso sin cobalto Nio,6Mno,4(OH)2; 2
(2) mezclar el precursor de hidróxido de níquel-manganeso sin cobalto mencionado anteriormente Nio,6Mno,4(OH)2 con carbonato de litio, ZrO2, WO3 y SrO (la relación molar de litio con respecto a los metales Ni, Co y Mn en el precursor de hidróxido es de 1,04:1, el elemento Zr se dopa en un contenido de 1500 ppm, el elemento W se dopa en un contenido de 1500 ppm, y el elemento Sr se dopa en un contenido de 800 ppm) con un mezclador de alta velocidad a una velocidad de mezcla de 300 rpm/min durante 10 min, y 400 rpm/min durante 15 min y a continuación a 500 rpm/min durante 30 min para obtener una mezcla;
(3) realizar una primera calcinación a la mezcla en un horno de cámara a una capacidad de carga de 3,5 kg/carga en atmósfera de aire. La presión de entrada de aire es de 0,15 Mpa y el aire se introduce usando método de entrada de aire inferior a un caudal de 10 m3/h. La calcinación se realiza de la siguiente manera: en primer lugar, calentar la mezcla a una velocidad de calentamiento de 3 °C/min para elevar la temperatura a 550 °C, a continuación a una velocidad de calentamiento de 2,5 °C/min a una temperatura de 750 °C y mantener la temperatura durante 5 h, y a continuación calentar a una velocidad de calentamiento de 2 °C/min a una temperatura de 950 °C y mantener la temperatura durante 11 h, y finalmente bajar la temperatura a temperatura ambiente a una velocidad de enfriamiento de 3 °C/min, y a continuación realizar una pulverización por chorro para obtener un material que tiene un tamaño de partícula D50 de 3,5 |jm, que es el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto con una morfología monocristalina como se muestra en la figura 1;
(4) someter el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto que tiene un tamaño de partícula D50 de 3,5 jm a una segunda calcinación en un horno de cámara. El proceso de calcinación es el siguiente: en primer lugar, calentar el material a una velocidad de calentamiento de 3 °C/min para elevar la temperatura a 600 °C, a continuación mantener la temperatura durante 6 h, a continuación bajar la temperatura a temperatura ambiente a una velocidad de enfriamiento de 3 °C /min, y a continuación cribar con un tamiz de malla 300 para obtener un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto con una morfología monocristalina Lii,o4Nio,6Mno,3969Meo,oo3iO2;
Prueba experimental
(1) Preparación de una pieza de electrodo positivo: El material de electrodo positivo de fabricación propia en la etapa (4) del ejemplo comparativo 3 anterior se usa como material activo, se usa NMP como disolvente y la relación en masa del material activo: SP: PTFE = 90:4:6 se mezcla. Se reviste uniformemente la lámina de aluminio y se prepara la pieza de electrodo positivo por laminación, etc.;
(2) Ensamblaje de la batería: La batería se ensambla en una caja de guantes seca de acero inoxidable llena de argón con litio metálico como electrodo negativo y 1 mol/l de LiPF6 como electrolito.
Prueba: Después de dejar en reposo la batería ensamblada durante 12 horas, el rendimiento electroquímico de la batería se prueba usando un sistema de prueba de batería a 25 °C y una corriente de 0,1 C a una tensión de carga de (2,75~4,4) V.
Los resultados comparativos del rendimiento electroquímico de los materiales catódicos del Ejemplo 1-2 y el Ejemplo comparativo 1-3 se muestran en la Tabla 1:
a a esu a os compara vos e ren men o eecroqu mco e os maeraes ca cos e empo - y e Ejemplo comparativo 1-3
Figure imgf000011_0001
La Tabla 1 es la comparación del rendimiento electroquímico de los materiales catódicos del Ejemplo 1-2 y el Ejemplo comparativo 1-3. La primera capacidad específica de descarga del Ejemplo 1 es de 186,9 mAh/g a 0,1 C con la tensión más alta de 4,4 V, y la eficiencia de descarga es del 89,6 %; la capacidad específica de descarga después de 50 ciclos es de 184,3 mAh/g, la tasa de retención de capacidad en el ciclo 50 es del 98,6 %, y la tasa de retención de capacidad en el ciclo 100 es del 96,5 %, lo que es significativamente mejor que el rendimiento electroquímico del material catódico de los Ejemplos comparativos. El dopaje de los metales puede estabilizar la estructura cristalina del material ternario, reducir la barrera energética para la intercalación y desintercalación de iones de litio. Y el método de revestir uniformemente el material catódico con el óxido metálico seguido del revestimiento de la superficie con una película de sol de titanio reduce el contacto entre el electrolito y el material catódico, lo que conduce a reducir las reacciones secundarias. Por lo tanto, el material catódico monocristalino dopado con el óxido metálico y que tiene un revestimiento de tipo pelicular formado por pulverización mejora la capacidad y el rendimiento del ciclo de la batería. En segundo lugar, los materiales del Ejemplo comparativo 1 exhiben una morfología monocristalina y los materiales del Ejemplo comparativo 3 tienen una morfología monocristalina, el material de tipo monocristalino es superior al material monocristalino en términos de capacidad, primera eficiencia de carga, el rendimiento eléctrico en el ciclo 50 y la tasa de retención de capacidad en el ciclo 100. Al comparar el Ejemplo 2 con el Ejemplo comparativo 3, o al comparar el Ejemplo comparativo 1 con el Ejemplo comparativo 2, el material anterior en ambos grupos exhibe una mayor primera capacidad de descarga, primera eficiencia de carga, así como la capacidad específica después de 50 ciclos y la tasa de retención de capacidad en el ciclo 100, lo que indica que las propiedades eléctricas del material catódico revestido con óxido metálico se pueden mejorar eficazmente, así como la capacidad y el rendimiento del ciclo de una batería con el material.
La figura 1 es una imagen SEM de un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto con una morfología monocristalina obtenida en la etapa (3) del Ejemplo 1. Se puede ver en la figura que aunque tiene una morfología monocristalina con buena dispersión monocristalina, el material también tiene partículas primarias relativamente uniformes.
La figura 2 es una imagen SEM de un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con óxido metálico que tiene una morfología monocristalina obtenida en la etapa (5) del Ejemplo 1. Se puede ver en la figura que la superficie del material catódico de níquel-manganeso está revestida uniformemente con el agente de revestimiento.
La figura 3 es la imagen SEM del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con sol de titanio de tipo pelicular y el óxido metálico que tiene una morfología monocristalina en la etapa (6) del Ejemplo 1. En la figura se indica que la superficie del material está revestida uniformemente con un agente de revestimiento de tipo pelicular por pulverización.
La figura 4 es una imagen SEM del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto con una morfología de tipo monocristalino obtenido en la etapa (3) en el Ejemplo 2. En la figura se indica que el material tiene una morfología monocristalina, y su tamaño de partícula primaria es relativamente uniforme.
La figura 5 es una imagen SEM del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con óxido metálico que tiene una morfología de tipo monocristalino obtenida en la etapa (5) del Ejemplo 2. Como se muestra en la figura, la superficie del material catódico de níquel-manganeso está revestida uniformemente con el agente de revestimiento.
La figura 6 es un diagrama esquemático de las capas de revestimiento del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con los agentes de revestimiento del Ejemplo 1-2; el doble revestimiento de los materiales en el Ejemplo 1 y el Ejemplo 2 se muestra vívidamente en la figura.
La figura 7 muestra el gráfico comparativo de XRD de los materiales obtenidos en el Ejemplo 1-2 y el Ejemplo comparativo 1-3. Se puede observar que el material preparado tiene los picos característicos de pico (003) y pico (104) pertenecientes a una estructura estratificada de tipo a-NaFeO2, y pico (006), pico (102), pico (108) y pico (110) que se usan comúnmente para caracterizar el grado de orden de la estructura estratificada bidimensional, lo que indica que el material preparado tiene una estructura estratificada. En segundo lugar, el pico (006), el pico (102), el pico (108) y el pico (110) del material tienen todos un buen grado de división, lo que indica que el material tiene una estructura estratificada ordenada. Además, la figura muestra un valor de I(003)/I(104) superior a 1,2, lo que indica que el material tiene una estructura estratificada relativamente completa. Entre ellos, el material preparado en el Ejemplo 1 tiene la mejor estructura estratificada, en la que I(003)/I(104) alcanza 1,40, y el pico (006), el pico (102), (108) y el pico (110) tienen obviamente mejor grado de división, lo que indica que el material preparado mediante el método de revestir uniformemente el material catódico con un óxido metálico y a continuación revestir la superficie del material con una película de sol de titanio exhibe una mejor estructura estratificada.
Las realizaciones de la presente invención se han descrito en detalle anteriormente con referencia a los dibujos adjuntos. Sin embargo, la presente invención no se limita a las realizaciones mencionadas anteriormente. Dentro del alcance del conocimiento que poseen los expertos en la técnica, se pueden realizar diversas modificaciones sin apartarse del propósito de la presente invención. Variedad. Además, en el caso de que no haya conflicto, las realizaciones de la presente invención y las características de las realizaciones se pueden combinar entre sí.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto, que tiene una fórmula química de LiaNixMnyMezO2@Mb, en donde Me es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en Zr, Al, W, Sr, Ti y Mg; M es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en AhO3, CeO2, T O 2, Yb2O3, Nb2O5, La2O3, WO3, sol de titanio, sol de aluminio, sol de titanio-aluminio, isopropóxido de aluminio, titanato de butilo, fosfato diácido de aluminio y tungstato de litio, en donde 0,9≤a≤1,10, 0,50≤x≤0,70, 0,50≤y≤0,30, 0,001≤z≤0,009, 0,001≤b≤0,005.
2. El material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto tiene un área superficial específica de 0,4-0,9 m2/g y un tamaño de partícula D50 de 3,0-5,0 |jm.
3. Un método de preparación del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 -2 , que comprende las siguientes etapas:
(1) preparar una solución A con una sal de níquel y una sal de manganeso y, a continuación, añadir gota a gota una mezcla de hidróxido de sodio y amoniaco, agitar para realizar una reacción, lavar un producto resultante y secar para obtener un precursor de hidróxido de níquel-manganeso NixMny(OH)2;
(2) mezclar el precursor de hidróxido de níquel-manganeso NixMny(OH)2 con una fuente de litio y un dopante, realizar una primera calcinación y pulverizar para obtener un material catódico de níquel-manganeso sin cobalto LiaNixMnyMezO2;
(3) mezclar el material catódico de níquel-manganeso sin cobalto LiaNixMnyMezO2 con un agente de revestimiento A, realizar una segunda calcinación y tamizar para obtener un material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con óxido metálico;
(4) pulverizar un agente de revestimiento B sobre una superficie del material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto revestido con óxido metálico para realizar el revestimiento en húmedo y el secado al vacío para obtener un material de electrodo catódico estratificado sin cobalto de doble revestimiento LiaNixMnyMezO2@Mb.
4. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 3, en donde, en la etapa (1), la sal de níquel es al menos una seleccionada del grupo que consiste en NiSO4, Ni(CH3COO)2, Ni(NO3)2, C2O4 M y NiCb;
en donde, en la etapa (1), la sal de manganeso es al menos una seleccionada del grupo que consiste en MnSO4, Mn (NO3)2, MnC2O4 y MnCh.
5. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 3, en donde, en la etapa (2), la fuente de litio es al menos una seleccionada del grupo que consiste en UOHH2O, Li2CO3 y CH3COOLi.
6. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 3, en donde, en la etapa (2), el dopante es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en ZrO2, AhO3, Al (OH)3, WO3, SrO, TO 2, Mg (OH)2 y MgO2.
7. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 3, en donde, en la etapa (2), la primera calcinación se realiza a 450 °C-980 °C durante 5 h-27 h; en donde, en la etapa (3), la segunda calcinación se realiza a 250 °C-600 °C durante 5 h-12 h.
8. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 3, en donde, en la etapa (3), el agente de revestimiento A es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en AkO3, CeO2, TiO2, Yb2O3, Nb2O5, La2O3 y WO3.
9. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 3, en donde, en la etapa (4), el agente de revestimiento B es al menos uno seleccionado del grupo que consiste en sol de titanio, sol de aluminio, mezcla de sol de titanioaluminio, isopropóxido de aluminio, titanato de butilo, fosfato diácido de aluminio y tungstato de litio.
10. Una batería que comprende el material catódico de níquel-manganeso estratificado sin cobalto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-2.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113161548B (zh) * 2021-03-29 2023-02-10 广东邦普循环科技有限公司 一种无钴的镍锰正极材料及其制备方法和应用
CN113571680A (zh) * 2021-07-27 2021-10-29 浙江帕瓦新能源股份有限公司 一种双改性的三元正极材料
CN113745494A (zh) * 2021-07-30 2021-12-03 格林美股份有限公司 一种无钴正极材料的制备方法
CN113735189A (zh) * 2021-08-13 2021-12-03 荆门市格林美新材料有限公司 一种Al、Zr掺杂的高比表面积无钴前驱体的制备方法
CN114039031A (zh) * 2021-11-02 2022-02-11 远景动力技术(江苏)有限公司 钨单包覆正极材料及其制备方法与应用
CN114335415B (zh) * 2021-11-23 2024-06-21 佛山(华南)新材料研究院 一种全固态锂离子电池复合型正极膜片及其制造方法
CN115231624A (zh) * 2022-05-12 2022-10-25 多氟多新能源科技有限公司 一种高性价比无钴镍锰二元材料及其制备方法
CN114853088A (zh) * 2022-05-20 2022-08-05 宁夏汉尧石墨烯储能材料科技有限公司 铝包覆锂离子电池无钴正极材料的制备方法及正极材料
CN114927693B (zh) * 2022-05-30 2024-05-17 远景动力技术(江苏)有限公司 正极活性材料、其制备方法、电化学装置和电子设备
CN115557544A (zh) * 2022-10-28 2023-01-03 安徽格派新能源有限公司 一种高容量镍锰酸锂的制备方法
CN115621450B (zh) * 2022-11-02 2024-07-09 广东邦普循环科技有限公司 一种复合包覆改性正极材料及其制备方法与应用
CN116314759B (zh) * 2023-05-16 2023-08-15 湖南长远锂科新能源有限公司 高镍正极材料及其制备方法、锂离子电池
WO2024037261A1 (zh) * 2023-07-13 2024-02-22 广东邦普循环科技有限公司 一种双层包覆锂钠复合富锂锰基正极材料的制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070066453A (ko) * 2005-12-22 2007-06-27 한국전기연구원 정극 활물질. 그 제조방법 및 이를 구비한 리튬 이차 전지
JP5153156B2 (ja) * 2007-02-13 2013-02-27 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池用正極の製造方法
CN105355905B (zh) * 2015-11-26 2018-12-14 中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司 一种高电压改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法
CN105322151B (zh) * 2015-11-26 2018-05-08 中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司 一种改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法
CN105428631A (zh) * 2016-01-20 2016-03-23 宁德新能源科技有限公司 一种锂电池正极材料，其制备方法及含有该材料的锂离子电池
CN108123114B (zh) * 2016-11-28 2019-11-29 华为技术有限公司 钴酸锂正极材料及其制备方法以及锂离子二次电池
JP7051312B2 (ja) * 2017-06-14 2022-04-11 三星エスディアイ株式会社 正極活物質、非水二次電池、および正極活物質の製造方法
CN108777296A (zh) * 2018-06-04 2018-11-09 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 一种表面改性高镍三元正极材料及其制备和其制成的电池
CN109616655B (zh) * 2018-12-17 2021-09-14 蔡杰 双层包覆硼酸铁锂/焦磷酸镍锂电池正极材料及制备方法
CN110176581A (zh) * 2019-04-26 2019-08-27 广东邦普循环科技有限公司 一种醇系钛铝溶胶包覆的锂电池正极材料及其制法和用途
CN110931797A (zh) * 2019-12-09 2020-03-27 宁波容百新能源科技股份有限公司 一种具有复合包覆层的高镍正极材料及其制备方法
CN111916711B (zh) * 2020-08-18 2024-01-23 成都巴莫科技有限责任公司 一种双核壳结构三元正极材料及其制备方法
CN113161548B (zh) * 2021-03-29 2023-02-10 广东邦普循环科技有限公司 一种无钴的镍锰正极材料及其制备方法和应用

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