CN115312758B 一种富锂正极材料表面处理的方法及应用 （北京大学深圳研究生院）

US6376027B1,2002.04.23本申请公开了一种富锂正极材料表面处理放电等离子烧结在富锂正极材料表面诱导产生极材料具有出色的倍率性能和循环稳定性；此21.一种富锂正极材料表面处理的方法，其特征在于：所述富锂正极材料的分子式为所述方法包括对富锂正极材料进行放电等离子烧结，即获得具有氧所述放电等离子烧结的条件为，在真空条件下，对富锂正极材料施加30_100MPa的压2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述富锂正极材料由固相合成法制备获所述高温煅烧的条件为，在空气气氛中先将混合均匀的源材料在400_600℃预烧2_8小10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：镍320_80℃的温度升温至200_400℃保温10_60分钟。4锂正极材料施加30_100MPa的压强，并以每分钟20_80℃[0020]本申请的一种实现方式中，富锂锰基正极材料的源材料为碳酸锂和镍钴锰前驱[0021]本申请的一种实现方式中，镍钴锰前驱体为Ni1/6Co1/6Mn2/3CO3或Ni1/6Co1/6Mn2/35放电等离子烧结引入氧空位缺陷的同时，由于电荷补偿在材料表面产生少量的Mn3+及对应[0028]图1是本申请实施例中试验组具有氧空位缺陷层的表面改性富锂正极材料的X射[0029]图2是本申请实施例中对照组具有氧空位缺陷层的表面改性富锂正极材料的X射[0030]图3是本申请实施例中试验组具有氧空位缺陷层的表面改性富锂正极材料的扫描[0031]图4是本申请实施例中对照组具有氧空位缺陷层的表面改性富锂正极材料的扫描[0032]图5是本申请实施例中试验组和对照组的锂电池富锂锰基正极材料的X射线光电[0033]图6是本申请实施例中试验组和对照组的锂电池富锂锰基正极材料倍率性能对比[0034]图7是本申请实施例中试验组和对照组的锂电池富锂锰基正极材料在0.1C至5C倍锂正极材料的倍率性能和循环稳定性改善效[0036]放电等离子烧结(SparkPlasmaSintering，简称SPS)是在粉末颗粒间直接通入煅烧制备正极材料的技术方案。[0037]本申请创造性的研究发现，利用放电等离子烧结对已经6[0038]基于以上研究和发现，本申请创造性的提出了一种富锂正极材料表面处理的方氧空位缺陷对材料进行改性，可以有效抑制循环过程中不可逆的晶格氧损失和结构畸变，表面使部分金属元素的价态变低，产生类尖晶石/岩盐相结构，对富锂正极材料起保护作将混合样品升到480℃后保温5个小时，之后再以每分钟3℃的升温速率升到850℃保温12小状态下以50℃/分钟的升温速率将样品快速升7[0049]将试验组和对照组的锂离子富锂锰基正极材料用X射线衍射仪(D8_discover型，一对应；每个样品的所有衍射峰均能很好地归于六方层状结构(R_3m空间群)和单斜结构[0052]将试验组和对照组的富锂锰基正极材料用扫描电子显微镜(ZEISSSUPRA55)进行[0053]通过观察发现，试验组和对照组都表现出典型的富锂锰[0055]将试验组和对照组的锂离子富锂锰基正极材料通过X射线光电子能谱(XPS，ESCA[0058]将试验组和对照组中两种富锂锰基正极材料组装电池进拌器上充分搅拌3小时后，均匀的涂覆在铝箔上，然后将铝箔转移到80℃的鼓风烘箱内干20小时备用。[0064]在充满氩气的手套箱中组装CR2032型扣式电池。本例的电解液为1mol/L的LiPF6溶解在体积比1:1的碳酸乙烯脂(EC)和碳酸二甲酯(DMC)中，隔膜使用的是Celgard2400聚8[0068]采用1C的充放电倍率(电流密度为250mA/g)对试验组和对照组的富锂锰基正极材[0072]图7的结果显示，放电等离子烧结改性后的富含氧空位的富锂锰基材料在每一个