权利要求
1.一种中空管状结构锂离子电池正极材料,其特征在于,所述锂离子电池正极材料是中空管状结构,由直径为150-450纳米的LiNixCoyMnzO2颗粒相互连接构成,其中0<x<1, 0<y<1, 0<z<1, x+y+z=1。
2.如权利要求1所述的一种中空管状结构锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:在有机溶剂中配置聚合物溶液,将可溶性金属氧化物前驱体加入所述聚合物溶液中,得到纺丝液;将纺丝液进行静电纺丝得到金属离子负载的纳米纤维;所述金属氧化物前驱体是乙醇锌、锌酸四乙酯、钛酸四丁酯、钛酸正丙酯、钛酸四异丙酯、异丙醇钛、正丙醇锆、锆酸四丁酯、三乙醇铝、异丙醇铝、草酸铝、乙酸锆、醋酸锌、硝酸钴、硝酸铝、六水合硝酸钴、氯化锌、三氯化铝中的至少一种;
步骤二:将金属离子负载的纳米纤维首先低温下进行预氧化,之后进一步高温碳化得到金属氧化物颗粒掺杂的碳纳米纤维;其中预氧化温度280-400℃,碳化温度为700-1200℃;
步骤三:将可溶性镍盐、钴盐和锰盐溶于去离子水中,充分搅拌得到镍盐、钴盐和锰盐的混合盐溶液;然后再将可溶性锂盐溶于去离子水中,充分搅拌得到锂盐溶液;接着将镍盐、钴盐和锰盐的混合盐溶液加到锂盐溶液中,充分搅拌后,加入适量的 NaClO溶液,搅拌,最终得到混合盐溶液;
步骤四:将步骤二中得到的金属氧化物颗粒掺杂的碳纳米纤维加入到步骤三中最终得到的混合盐溶液中,搅拌1-2小时,超声震动后倒入聚四氟乙烯内胆中,将聚四氟乙烯内胆密封到不锈钢反应釜中,在恒温鼓风烘箱中于180-250℃水热反应8-12 h,分别用去离子水和乙醇洗涤除去杂质残留物,最后在80-150℃条件下干燥8-12 h得到纤维状锂离子电池正极材料;
步骤五:将步骤四中得到的纤维状锂离子电池正极材料放置在管式炉中进行高温裂解,在空气氛围下迅速升温至 300-700℃保温4-10 h得到包覆有N元素化合物的中空管状结构锂离子电池正极材料;其中N元素为锌、钛、 锆、铝、钴中的一种或多种组合。
3.如权利要求2所述的一种中空管状结构锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚氨酯中的至少一种。
4.如权利要求3所述的一种中空管状结构锂离子电池正极材料的制备
声明:
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