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中空管狀結(jié)構(gòu)鋰離子電池正極材料及其制備方法和應(yīng)用

1645   編輯:中冶有色網(wǎng)   來(lái)源:河南科隆新能源股份有限公司  
2022-08-18 16:47:05
權(quán)利要求 1.一種中空管狀結(jié)構(gòu)鋰離子電池正極材料,其特征在于,所述鋰離子電池正極材料是中空管狀結(jié)構(gòu),由直徑為150-450納米的LiNixCoyMnzO2顆粒相互連接構(gòu)成,其中0<x<1, 0<y<1, 0<z<1, x+y+z=1。 2.如權(quán)利要求1所述的一種中空管狀結(jié)構(gòu)鋰離子電池正極材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟一:在有機(jī)溶劑中配置聚合物溶液,將可溶性金屬氧化物前驅(qū)體加入所述聚合物溶液中,得到紡絲液;將紡絲液進(jìn)行靜電紡絲得到金屬離子負(fù)載的納米纖維;所述金屬氧化物前驅(qū)體是乙醇鋅、鋅酸四乙酯、鈦酸四丁酯、鈦酸正丙酯、鈦酸四異丙酯、異丙醇鈦、正丙醇鋯、鋯酸四丁酯、三乙醇鋁、異丙醇鋁、草酸鋁、乙酸鋯、醋酸鋅、硝酸鈷、硝酸鋁、六水合硝酸鈷、氯化鋅、三氯化鋁中的至少一種; 步驟二:將金屬離子負(fù)載的納米纖維首先低溫下進(jìn)行預(yù)氧化,之后進(jìn)一步高溫碳化得到金屬氧化物顆粒摻雜的碳納米纖維;其中預(yù)氧化溫度280-400℃,碳化溫度為700-1200℃; 步驟三:將可溶性鎳鹽、鈷鹽和錳鹽溶于去離子水中,充分?jǐn)嚢璧玫芥圎}、鈷鹽和錳鹽的混合鹽溶液;然后再將可溶性鋰鹽溶于去離子水中,充分?jǐn)嚢璧玫戒圎}溶液;接著將鎳鹽、鈷鹽和錳鹽的混合鹽溶液加到鋰鹽溶液中,充分?jǐn)嚢韬?,加入適量的 NaClO溶液,攪拌,最終得到混合鹽溶液; 步驟四:將步驟二中得到的金屬氧化物顆粒摻雜的碳納米纖維加入到步驟三中最終得到的混合鹽溶液中,攪拌1-2小時(shí),超聲震動(dòng)后倒入聚四氟乙烯內(nèi)膽中,將聚四氟乙烯內(nèi)膽密封到不銹鋼反應(yīng)釜中,在恒溫鼓風(fēng)烘箱中于180-250℃水熱反應(yīng)8-12 h,分別用去離子水和乙醇洗滌除去雜質(zhì)殘留物,最后在80-150℃條件下干燥8-12 h得到纖維狀鋰離子電池正極材料; 步驟五:將步驟四中得到的纖維狀鋰離子電池正極材料放置在管式爐中進(jìn)行高溫裂解,在空氣氛圍下迅速升溫至 300-700℃保溫4-10 h得到包覆有N元素化合物的中空管狀結(jié)構(gòu)鋰離子電池正極材料;其中N元素為鋅、鈦、 鋯、鋁、鈷中的一種或多種組合。 3.如權(quán)利要求2所述的一種中空管狀結(jié)構(gòu)鋰離子電池正極材料的制備方法,其特征在于,所述聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚氨酯中的至少一種。 4.如權(quán)利要求3所述的一種中空管狀結(jié)構(gòu)鋰離子電池正極材料的制備
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