一种正极材料的电化学性能调控方法技术

本发明专利技术属于锂电池正极材料领域，尤其涉及一种正极材料的电化学性能调控方法。所述方法包括以下步骤：得到正极材料的前驱体，所述前驱体为(Ni

【技术实现步骤摘要】
一种正极材料的电化学性能调控方法


[0001]本专利技术属于锂电池正极材料领域，尤其涉及一种正极材料的电化学性能调控方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于具有很高的能量密度，是储能和电动汽车(EV)领域中最具竞争力的产品之一。尖晶石LiNi
x
Mn2‑
x
O4(0≤x≤1)，尤其是LiNi
0.5
Mn
1.5
O4(LNMO)作为锂离子电池极材料被认为是下一代最具竞争力的候选材料，因可以提供比只含锰的LiMn2O4尖晶石更高的容量和放电电压。然而，块状正极材料仍存在一些缺点，如：1)与LiMn2O4材料相比，由于晶胞参数较小，倍率性能较差；2)由于Mn的歧化反应(2Mn
3+
→
Mn
2+
+Mn
4+
)，循环过程中容量衰减严重。传统的电化学性能改善方法有包覆、掺杂、纳米化等方法。但这些方法又会带来新的问题，如电化学惰性材料的引入会降低能量密度、纳米材料的高活性带来潜在的副反应风险。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种正极材料的电化学性能调控方法，以解决现有前驱体无法精确调控生成性能可调的LiNi
0.5
Mn
1.5
O4正极材料的技术问题。
[0004]本申请提供了一种正极材料的电化学性能调控方法，所述方法包括以下步骤：
[0005]得到正极材料的前驱体，所述前驱体为(Ni
0.5
Mn/>1.5
)(OH)4，所述前驱体的一次颗粒为具有预定厚度的片状结构；
[0006]将所述前驱体与锂盐进行第一混合，并进行烧结，得到指定形貌的所述正极材料，以实现对所述正极材料电化学性能的调控。
[0007]可选的，所述预定厚度包括第一厚度和第二厚度，所述第一厚度为0
‑
0.05μm，所述第二厚度为0.1
‑
2μm。
[0008]可选的，所述指定形貌包括正八面体和六方纳米片。
[0009]可选的，所述六方纳米片包括裸露(110)晶面和裸露(100)晶面，和/或，所述正八面体为裸露(111)晶面。
[0010]可选的，所述六方纳米片的生成时间≥12h。
[0011]可选的，所述得到正极材料的前驱体，具体包括：
[0012]将沉淀剂、氨水和络合剂、镍源和锰源进行第二混合，得到混合溶液；
[0013]将所述混合溶液进行共沉淀反应，得到正极材料的前驱体。
[0014]可选的，所述氨水中，NH
4+
离子的摩尔浓度为0.75
‑
1moldm
‑3。
[0015]可选的，所述混合溶液的pH值为10
‑
11。
[0016]可选的，所述第二混合时的搅拌速率为800
‑
1200rpm。
[0017]可选的，所述混合溶液中，Mn和Ni的摩尔比为2.5
‑
3.5:1。
[0018]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0019]本申请实施例提供的该方法，得到正极材料的前驱体，所述前驱体为(Ni
0.5
Mn
1.5
)
(OH)4，所述前驱体的一次颗粒为具有预定厚度的六方纳米片结构；将所述前驱体与锂盐进行第一混合，并进行烧结，得到指定形貌的所述正极材料；通过控制前驱体的一次颗粒的厚度，精确调控正极材料的形貌为指定形貌，通过使正极材料具有指定形貌，从而使正极材料具有相应的电化学性能，实现正极材料的电化学性能的可调节，避免了包覆、掺杂、纳米化等方法带来的能量密度损失或副反应发生。
附图说明
[0020]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本申请实施例提供的不同条件下合成的前驱体的分析示意图；
[0023]图2为本申请实施例提供的LiNi
0.5
Mn
1.5
O4正极材料的电化学性能调控方法的流程示意图；
[0024]图3为本申请实施例提供的不同形貌的正极材料的合成分析示意图；
[0025]图4为本申请实施例提供的正极材料不同晶面结构显微图；
[0026]图5为本申请实施例提供的LNMO
‑
HP和LNMO
‑
OH样品的电学性能图；
[0027]图6为本申请实施例提供的LNMO
‑
HP和LNMO
‑
OH样品在不同充电态的EIS图和对应的锂离子扩散因子图；
[0028]图7为本申请实施例提供的不同正极材料的前驱体所制备样品的循环性能曲线图；
[0029]图8为本申请实施例提供的不同正极材料的前驱体所制备样品在循环前后的EIS图和晶面示意图。
具体实施方式
[0030]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0031]在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。例如，室温可以是指10～35℃区间内的温度。
[0032]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0033]本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
[0034]根据本专利技术一种典型的实施方式，提供了一种正极材料的电化学性能调控方法，
如图2所示，所述方法包括以下步骤：
[0035]S1.得到正极材料的前驱体，所述前驱体为(Ni
0.5
Mn
1.5
)(OH)4，所述前驱体的一次颗粒为具有预定厚度的片状结构；
[0036]S2.将所述前驱体与锂盐进行第一混合，并进行烧结，得到指定形貌的所述正极材料，以实现对所述正极材料电化学性能的调控。
[0037]具体来说，正极材料的指定形貌除了裸露晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极材料的电化学性能调控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：得到正极材料的前驱体，所述前驱体为(Ni
0.5
Mn
1.5
)(OH)4，所述前驱体的一次颗粒为具有预定厚度的片状结构；将所述前驱体与锂盐进行第一混合，并进行烧结，得到指定形貌的所述正极材料，以实现对所述正极材料电化学性能的调控。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定厚度包括第一厚度和第二厚度，所述第一厚度为0
‑
0.05μm，所述第二厚度为0.1
‑
2μm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定形貌包括正八面体和六方纳米片。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述六方纳米片包括裸露(110)晶面和裸露(100)晶面；和/或，所述正八面体为裸露(111)晶面。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈占军，彭秧锡，胡传跃，钟洪彬，阳湘琳，卢玉厚，肖雷，
申请(专利权)人：湖南人文科技学院，
类型：发明
国别省市：