化鋰0.42g，將二者混合球磨4.5h，其中球磨的轉(zhuǎn)速為350r/min，然后將樣品放入磁舟，然后放入管式爐中(型號是0TF-1200X)，通入氬氣作為保護氣，控制氬氣的流速為15sccm，勻速升溫(升溫速率為8°C/min)，當溫度升溫到850°C，保溫12h，然后勻速降溫至室溫，將得到的粉末研磨即為所需的三元材料。
[0031 ] (2)然后稱取Ig合成的三元材料和0.06g硝酸鑭放入研缽中，研磨1min，將得到的混合粉末轉(zhuǎn)移到磁舟中，放入管式爐中以8°C/min的升溫速率加熱到650°C，保溫8h，即得到本實施例的表面包覆氧化鑭的三元材料。
[0032]圖1為本發(fā)明實施例1制備的表面包覆氧化鑭的三元材料組裝電池測試得到的首次放電曲線圖，從圖1中可以看出，材料在2.8?4.3V進行充放電測試，對應著鋰離子的嵌入和脫出，說明了材料的電化學可逆性。從圖1中還可以看出，合成的包覆氧化鑭的三元材料的首次放電比容量為206.8mAh.g—S說明本實施例的正極材料具有較高的首次放電比容量。圖2為本發(fā)明實施例1制備的表面包覆氧化鑭的三元材料組裝電池得到的循環(huán)性能曲線圖，從圖2中可以看出本實施例合成的表面包覆氧化鑭的三元材料的首次比容量是206.3mAh.g—1，經(jīng)過100圈充放電循環(huán)后，比容量仍然可以達到193.8mAh.g—SlOO圈后容量衰減僅為6.06 %，說明本實施例合成的表面包覆氧化鑭的三元材料的循環(huán)性能比較穩(wěn)定。
[0033]實施例2:
[0034]一種本發(fā)明的在三元材料表面包覆氧化鑭的正極材料，三元材料為鎳鈷錳酸鋰，氧化鑭的質(zhì)量占三元材料質(zhì)量的8 %左右。
[0035]本實施例的表面包覆氧化鑭的三元材料的制備方法，包括以下步驟:
[0036](I)分別稱取三元材前驅(qū)體Ni1/3Co1/3Mm/3(OH)2 0.46g和一水合氫氧化鋰0.21g，將二者混合球磨3h，其中球磨的轉(zhuǎn)速為450r/min，將樣品放入磁舟，然后放入管式爐中(型號是0TF-1200X)，通入氬氣作為保護氣，控制氬氣的流速為12sccm，勻速升溫(升溫速率為9°C/min)，當溫度升溫到900°C，保溫10h，然后勻速降溫至室溫，將得到的粉末研磨即為所需的三元材料。
[0037](2)稱取Ig合成的三元材料和0.0Sg硝酸鑭放入研缽中，研磨15min，將得到的混合粉末轉(zhuǎn)移到磁舟中，放入管式爐中加熱到700°C，保溫6h，即得到本實施例的表面包覆氧化鑭的三元材料。
[0038]本實施例制備合成的表面包覆氧化鑭的三元材料不但具有高比容量(205.7mAh/g)和較好的循環(huán)性能(經(jīng)過100圈充放電循環(huán)，容量仍然可以保持在92.98%以上)，而且高溫性能也很優(yōu)異(在55°C的溫度下，比容量仍然可以保持在82.09%以上)。
[0039]實施例3:
[0040]一種本發(fā)明的在三元材料表面包覆氧化鑭的正極材料，三元材料為鎳鈷錳酸鋰，氧化鑭的質(zhì)量占三元材料質(zhì)量的1 %左右。
[0041]本實施例的表面包覆氧化鑭的三元材料的制備方法，包括以下步驟:
[0042](I)分別稱取三元材前驅(qū)體Ni1/3Co1/3Mm/3(OH)2 1.38g和一水合氫氧化鋰0.63g，將二者混合球磨1.5h，其中球磨的轉(zhuǎn)速為550r/min，將樣品放入磁舟，然后放入管式爐中(型號是0TF-1200X)，通入氬氣作為保護氣，控制氬氣的流速為15sCCm，勻速升溫(升溫速率為10°C/min)，當溫度升溫到800°C，保溫9h，然后勻速降溫至室溫，將得到的粉末研磨即為所需的三元材料。
[0043](2)然后稱取Ig合成的三元材料和0.1g硝酸鑭放入研缽中，研磨20min，將得到的混合粉末轉(zhuǎn)移到磁舟中，放入管式爐中加熱到750°C，保溫4h，即得到本實施例的表面包覆氧化鑭的三元材料。
[0044]本實施例制備合成的表面包覆氧化鑭的三元材料不但具有高比容量(206.8mAh/g)和較好的循環(huán)性能(經(jīng)過100圈充放電循環(huán)，容量仍然可以保持在93.94%以上)，而且高溫性能也很優(yōu)異(在55°C的溫度下，比容量仍然可以保持在83.11%以上)。
【主權(quán)項】
1.一種在三元材料表面包覆氧化鑭的正極材料，其特征在于，所述三元材料為鎳鈷猛酸鋰，所述鎳鈷猛酸鋰材料的分子式為LiNii/3Coi/3Mni/302 ;所述氧化鑭的質(zhì)量為三元材料質(zhì)量的4%?10%。2.—種在三元材料表面包覆氧化鑭的正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)先將三元材料前驅(qū)體和鋰源球磨后混合均勻，在保護氣體下煅燒得到三元材料； (2)將三元材料與鑭源研磨后混合均勻，在保護氣體下煅燒，即得到在三元材料表面包覆氧化鑭的正極材料;所述三元材料為鎳鈷錳酸鋰。3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述鋰源為單水氫氧化鋰、醋酸鋰或硝酸鋰中的任意一種，所述三元材料的前驅(qū)體為羥基鈷鎳錳，所述鋰源和三元材料的添加量按原子計量摩爾比計為L1:Co:N1:Mn = 3:1:1:1。4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中，煅燒的溫度為500?1000C,煅燒時間為8?20h。5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，煅燒溫度為550?750°C，煅燒時間為4?I Oh。6.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)中，球磨的轉(zhuǎn)速為350?550r/min，球磨時間為I?5h。7.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，研磨的時間為10?30mino8.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述鑭源為氯化鑭、醋酸鑭或者硝酸鑭中的一種或幾種混合;所述鑭源的加入量為三元材料質(zhì)量的6?10%。9.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)和(2)中，煅燒前的升溫速率為5?10°C/min。10.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(I)和(2)中，所述保護氣體為氬氣或氮氣。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在三元材料表面包覆氧化鑭的正極材料，所述三元材料為鎳鈷錳酸鋰，所述鎳鈷錳酸鋰材料的分子式為LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2；所述氧化鑭的質(zhì)量為三元材料質(zhì)量的4％～10％。本發(fā)明的制備方法，具體步驟為：先將三元材料前驅(qū)體和鋰源球磨后混合均勻，在保護氣體下煅燒得到三元材料；再將三元材料與鑭源研磨后混合均勻，在保護氣體下煅燒，即得到在三元材料表面包覆氧化鑭的正極材料。本發(fā)明的具有制造方法簡單、操作方便、成本低廉、利于工業(yè)化生產(chǎn)等特點，經(jīng)過電化學性能測試發(fā)現(xiàn)，此方法合成的表面包覆氧化鑭的三元材料不但具有高比容量和較好的循環(huán)性能，而且高溫性能也很優(yōu)異。
【IPC分類】H01M4/525, H01M4/62, H01M4/36, H01M4/505, H01M10/0525
【公開號】CN105680015
【申請?zhí)枴緾N201610058602
【發(fā)明人】姜倩倩, 張晗, 王雙印, 徐磊, 李興月, 陳寧
【申請人】深圳大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月28日