【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源储能，涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方与应用，尤其涉及一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、锂二次电池因其具有高放电比容量和长循环寿命的优势，已广泛应用于消费电子、电动车和储能等领域。然而，随着社会经济的快速发展，人们对动力电池在能量密度、安全性和环保性等方面提出了更高的要求。作为锂离子电池的关键组成部分，正极材料一直是研究的重点。当前已商业化的层状正极材料中，钴酸锂(licoo2)因合成工艺简单、循环性能优异，成为最早实现全面商业化的材料之一。然而，其容量密度较低，已无法满足当下的需求。相较之下，高镍钴锰三元材料(如ncm811)凭借更高的能量密度，成为目前电动汽车领域最具潜力的正极材料。但由于全球钴资源稀缺、价格昂贵、具有放射性存在环境污染问题且安全性较低，其广泛应用仍面临诸多挑战。
2、本专利技术针对当前锂离子电池正极材料中存在的问题，开发出一种新型的兼具高容量及优异循环性能的材料体系。为了使高镍无钴材料有较好的循环稳定性和倍率性能，降低锂镍混排程度，采用的钼和氟阴阳离子双掺杂策略，从而进一步降低高镍无钴正极材料的生产成本且大幅度改善高镍无钴材料的储锂性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对当前锂离子电池正极材料中存在的问题，开发出一种新型的兼具高容量及优异循环性能的高镍无钴材料体系。为了使高镍无钴正极材料有较好的循环稳定性和倍率性能，降低锂镍混排程度，降低高镍正极材料的生产成本，采用的钼和氟阴阳离子双
2、本专利技术的钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料lianixmnymo1-x-yfzob其中1≤a≤1.2，1.9≤b≤2.1，0.75≤x≤0.8，0.02≤y≤0.2，0.01≤z≤0.03，其中mo和f双掺杂可以缓解高镍无钴正极材料在高截止电压下出现的不可逆相变过程，这样不仅可以提高首次库伦效率(96.9％)，而且还能改善其循环寿命(循环100圈后，取得了116.2mah/g的放电比容量和99.08％的容量保持率)。
3、为了达到上述目的，本专利技术实现目的所采用的技术方案是：
4、一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料，其特征在于，lianixmnymo1-x-yfzob其中1≤a≤1.2，1.9≤b≤2.1，0.75≤x≤0.8，0.02≤y≤0.2，0.01≤z≤0.03。
5、为了达到上述目的，本专利技术实现目的所采用的另一技术方案是：
6、一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料的制备方法，包括以下步骤：
7、步骤1：将镍盐和锰盐按照摩尔质量比(0.801～0.899):(0.101～0.199)加入到去离子水中并不断搅拌得到溶液a；
8、步骤2：将氨水(氨含量为25～28％)和去离子水按照体积比(0.1～0.6):1的比例混合并不断搅拌60min，得到氨水溶液；
9、步骤3：将溶液a以0.1～0.8ml/min的速度通过蠕动泵缓慢滴加到氨水溶液中，在氮气保护下，以500～1000rpm的转速不断搅拌；同时以0.3～1ml/min的速度滴加浓度为1～5mol l-1的氢氧化钠溶液，并确保混合溶液的ph在10.2～11.6之间，整个体系的温度在40～80℃之间，持续搅拌24～48h后，在室温下静止4～12h，再经离心、洗涤、干燥后得到镍锰二元材料的前驱体nixmn1-x(oh)2，其中0.79≤x≤0.99；
10、步骤4：将前驱体nixmn1-x(oh)2：氧化钼：氟化氨：锂盐以摩尔比1：(0.05～0.09)：(0.03～0.05)：(1.01～1.08)的比例混合研磨30～60min后，以1.0～3.0℃/min的升温速率在o2的气氛中于850～1000℃下保持10～20h后，自然冷却至室温，得到具有表面mo富集的钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料lianixmnymo1-x-yfzob其中1≤a≤1.2，1.9≤b≤2.1，0.75≤x≤0.8，0.02≤y≤0.2，0.01≤z≤0.03。
11、进一步优选，步骤(1)中，所述的镍盐为硫酸镍，氯化镍，硝酸镍中的任意一种。
12、进一步优选，步骤(1)中，所述的镍盐为硫酸锰，氯化锰，硝酸锰中的任意一种。
13、进一步优选，步骤(4)中，所述的锂盐为氢氧化锂，碳酸锂，醋酸锂中的任意一种。
14、一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料的应用，其特征在于：作为锂离子电池正极材料的应用。具体应用于cr2032扣式锂离子电池，包括如下步骤：
15、(a)按照质量比将高镍无钴复合材料：科琴黑：聚偏氟乙烯＝(6～8):(3～1):1进行混合，搅拌均匀，得到固体混合物；
16、(b)将步骤(a)得到的固体混合物与n-甲基吡咯烷酮按照质量比为1:(3～4)进行混合，搅拌均匀，制得浆料；
17、(c)将步骤(b)得到的浆料涂覆在铜箔上，经干燥、辊压后制得厚度为13～22μm的锂离子电池电极片；
18、(d)将步骤(c)得到的锂离子电池电极片作为电极负极片，采用微孔聚丙烯膜为隔膜，使用等体积的碳酸二甲酯和碳酸二丙酯的1mol/l lipf6的混合物为电解液，在充满氩气的手套箱中装配成cr2032扣式锂离子电池。
19、本专利技术的优点和有益效果在于：本专利技术结合了高镍无钴正极材料自身所具备的高容量、安全性好、成本低等优点，采用mo和f双掺杂进一步优化锂离子传输通道结构，降低锂镍混排现象，提高锂离子的扩散速率，从而改善倍率性能。因此，综合上述作用得到的钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料用于锂离子电池时，能够极大的提高锂离子电池的循环性能、容量和热稳定性。
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1.一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料，其特征在于，所述的钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料的化学式为LiaNixMnyMo1-x-yFzOb，其中1≤a≤1.2，1.9≤b≤2.1，0.75≤x≤0.8，0.02≤y≤0.2，0.01≤z≤0.03；所述的钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料径粒大小为2～3μm，材料内部具有R-3m层状结构。
2.根据权利要求1所述的一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的镍盐为硫酸镍，氯化镍，硝酸镍中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的锰盐为硫酸锰，氯化锰，硝酸锰中的任意一种。
5.根据权利要求2所述的一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的锂盐为氢氧化锂，碳酸锂，醋酸锂中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料的应用，其特征在
...【技术特征摘要】
1.一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料，其特征在于，所述的钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料的化学式为lianixmnymo1-x-yfzob，其中1≤a≤1.2，1.9≤b≤2.1，0.75≤x≤0.8，0.02≤y≤0.2，0.01≤z≤0.03；所述的钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料径粒大小为2～3μm，材料内部具有r-3m层状结构。
2.根据权利要求1所述的一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种钼氟双掺杂的高镍无钴正极材料的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏训，魏雨萌，王梓，陈莺莺，陈钰婷，王冠宇，任璐琳，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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