四川輕化工大學李建營獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉四川輕化工大學申請的專利含硅電解質包覆的高鎳三元正極材料及其制備方法和電池獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119911987B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-16發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510077158.7,技術領域涉及:H01M4/525;該發明授權含硅電解質包覆的高鎳三元正極材料及其制備方法和電池是由李建營;韓文靜;雷英設計研發完成,并于2025-01-17向國家知識產權局提交的專利申請。
本含硅電解質包覆的高鎳三元正極材料及其制備方法和電池在說明書摘要公布了:本發明公開了含硅電解質包覆的高鎳三元正極材料及其制備方法和電池,屬于電池及電池材料技術領域,包括以下步驟:以NiSO4、CoSO4為原料,采用共沉淀法合成Ni0.84Co0.16OH2粉末;以Ni0.84Co0.16OH2粉末、MnSO4為原料,采用共沉淀法合成Ni0.8Co0.15Mn0.05OH2,記為NCM前驅體;使用正硅酸乙酯水解化合物包覆前驅體NCM,得到正硅酸乙酯水解化合物包覆后的NCM前驅體;將正硅酸乙酯水解化合物包覆后的NCM前驅體和LiOH·H2O研磨混合,高溫燒結得到含硅電解質包覆的高鎳三元正極材料。本發明使用正硅酸乙酯水合化合物對NCM進行包覆,顯著提高了高鎳三元正極材料的放電比容量、容量保持率和循環穩定性,制備得到了高性能的高鎳三元正極材料。
本發明授權含硅電解質包覆的高鎳三元正極材料及其制備方法和電池在權利要求書中公布了:1.含硅電解質包覆的高鎳三元正極材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟一、先以NiSO4、CoSO4為原料,采用共沉淀法合成Ni0.84Co0.16OH2粉末;然后以Ni0.84Co0.16OH2粉末、MnSO4為原料,采用共沉淀法合成Ni0.8Co0.15Mn0.05OH2,記為NCM前驅體; 步驟二、將NCM前驅體分散于去離子水中,得到NCM前驅體懸濁液;正硅酸乙酯分散在乙醇和水的混合溶劑中,得到正硅酸乙酯溶液,向正硅酸乙酯溶液中加入石墨烯修飾的二氧化鈦粉體;石墨烯修飾的二氧化鈦粉體與正硅酸乙酯的質量比為0.02~0.5:0.1~5,石墨烯的D50粒徑為2~5μm;石墨烯修飾的二氧化鈦粉體的制備方法包括: S21、將鈦酸四丁酯溶解于無水乙醇中,得到20wt%~40wt%鈦酸四丁酯溶液,將石墨烯分散液加入鈦酸四丁酯溶液中,超聲分散均勻,得到混合體系;超聲頻率為80~150kHz,超聲時間為20~40min;鈦酸四丁酯與石墨烯的質量比為10~20:1~10,石墨烯分散液中石墨烯與N-甲基吡咯烷酮的質量體積比為1~20g:200~750mL; S22、向混合體系中加入濃度為0.5mol·L-1的硝酸鑭溶液,硝酸鑭的用量為鈦酸四丁酯質量的5%~15%;攪拌均勻后,依次加入0.5~1.5mol·L-1與硝酸鑭溶液等體積的硝酸、聚乙二醇-400、十六烷基三甲基溴化銨,2000~4400rpm轉速磁力攪拌1~5h,靜置陳化24~48h得到凝膠;聚乙二醇-600、十六烷基三甲基溴化銨的與鈦酸四丁酯的質量比為0.3~0.8:0.01~0.1:1; S23、在氬氣氛圍下,對凝膠進行煅燒,煅燒溫度為500~800℃,煅燒時間為4~8h,降至室溫后,將煅燒的固體物研磨得到石墨烯修飾的二氧化鈦粉體; 將正硅酸乙酯溶液滴入NCM前驅體懸濁液中,油浴加熱升溫至40~60℃,不斷攪拌使NCM前驅體與正硅酸乙酯充分混合均勻;待溶液反應完全后,升溫至70~90℃并連續攪拌,直到乙醇蒸發完全,用去離子水清洗固體粉末,干燥后得到正硅酸乙酯水解化合物包覆后的NCM前驅體; 步驟三、將正硅酸乙酯水解化合物包覆后的NCM前驅體和LiOH·H2O研磨混合,高溫燒結得到含硅電解質包覆的高鎳三元正極材料。
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