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公开(公告)号：CN104900866A
公开(公告)日：2015-09-09
申请号：CN201510211771.X
申请日：2015-04-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
CPC classification number: H01M4/505 , B82Y30/00 , B82Y40/00 , H01M4/525 , H01M10/0525
Abstract: 本发明公开了一种微纳层次结构的富锂正极材料及其制备方法，所述正极材料的化学式为Li1.2Co0.4？Mn0.4O2，制备步骤如下：一、取醋酸锰和醋酸钴溶解在乙二醇溶液中，通过溶剂热反应得到纳米级球状结构的羧基醇盐固溶体；二、将羧基醇盐固溶体通过高温煅烧生成氧化物(Co0.5Mn0.5)3O4；三、将氧化物(Co0.5Mn0.5)3O4与锂盐均匀混合，得到前驱体；四、将前驱体置入马弗炉中高温煅烧，得到具有微纳层次结构的富锂正极材料。本发明所制备的正极材料的一次颗粒为纳米级球状结构，具有Li+扩散路径短、比表面积大与电解质充分接触的优点，有效地提高材料的容量，以及倍率性能，同时二次颗粒为微米级类球状粒子，其表面能低，不易团聚、化学性质稳定，能够很好地维持材料的循环性能。
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公开(公告)号：CN103236537B
公开(公告)日：2015-07-15
申请号：CN201310126568.3
申请日：2013-04-12
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 锂离子电池梯度核壳正极材料及其合成方法，涉及一种锂离子电池正极材料及其合成方法。本发明的锂离子电池梯度核壳正极材料可以有以下两种核壳结构：二层结构：以三元材料为核材料，二元材料或一元材料为壳材料，在三元材料外层包覆二元材料或一元材料；三层结构：以三元材料为核材料，二元材料和一元材料为壳材料，在三元材料外层包覆二元材料，在二元材料外层包覆一元材料。其合成方法采用共沉淀的方法获得前驱体，然后加入锂源煅烧包覆，得到三元梯度核壳材料。本发明可以在不牺牲材料结构稳定性的前提下，降低成本，提高材料克容量，改善材料循环性能和倍率性能，提高三元正极材料的安全性能和低温性能，优化改进制备工艺。
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公开(公告)号：CN103474650B
公开(公告)日：2015-06-17
申请号：CN201310469896.3
申请日：2013-10-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 中空形貌高电压镍锰酸锂正极材料的制备方法，属于材料合成技术领域。本发明首先制备碳酸锰，在一定温度下煅烧碳酸锰，使其外壳变为二氧化锰，然后用稀酸溶解掉碳酸锰内核，剩下二氧化锰外壳，将其与锂源和镍源混合，煅烧得到中空的镍锰酸锂材料。本发明制备的镍锰酸锂材料具有均一的微米/纳米结构，是由30~400nm的颗粒组成的1~5um的二次颗粒，小尺寸的一次颗粒缩短锂离子传输距离，增大电极和电解液的接触面积，提高倍率性能。本发明制备的镍锰酸锂材料颗粒为中空结构，空隙可缓冲由锂脱嵌引起的结构应力和体积变化，提高循环性能。
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公开(公告)号：CN103474650A
公开(公告)日：2013-12-25
申请号：CN201310469896.3
申请日：2013-10-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 中空形貌高电压镍锰酸锂正极材料的制备方法，属于材料合成技术领域。本发明首先制备碳酸锰，在一定温度下煅烧碳酸锰，使其外壳变为二氧化锰，然后用稀酸溶解掉碳酸锰内核，剩下二氧化锰外壳，将其与锂源和镍源混合，煅烧得到中空的镍锰酸锂材料。本发明制备的镍锰酸锂材料具有均一的微米/纳米结构，是由30~400nm的颗粒组成的1~5um的二次颗粒，小尺寸的一次颗粒缩短锂离子传输距离，增大电极和电解液的接触面积，提高倍率性能。本发明制备的镍锰酸锂材料颗粒为中空结构，空隙可缓冲由锂脱嵌引起的结构应力和体积变化，提高循环性能。
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公开(公告)号：CN105261752B
公开(公告)日：2018-02-06
申请号：CN201510795189.2
申请日：2015-11-18
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: H01M4/505 , H01M4/525 , H01M4/131 , H01M4/1391 , H01M10/0525
Abstract: 一种高压镍锰酸锂正极材料的制备方法，属于材料合成技术领域，涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法。所述方法首先将通过共沉淀方法制备的镍锰的氢氧化物在800~1000℃煅烧3~8 h，得到结晶度高、元素分布均匀的固溶体Ni0.75Mn2.25O4，再将其与锂盐混合，煅烧得到结晶度很高的镍锰酸锂材料。本发明以经过高温预烧得到的固溶体Ni0.75Mn2.25O4作为前驱体，以这种前驱体作为嵌锂骨架，能够有效地提高镍锰酸锂材料的结晶度，并能有效抑制材料颗粒粒径的增大，因此，有效地提高了镍锰酸锂材料的循环性能和倍率性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN104157844B
公开(公告)日：2016-03-16
申请号：CN201410409799.X
申请日：2014-08-19
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种纳微结构的高倍率富锂锰基正极材料及其制备方法，属于材料合成技术领域。所述正极材料的化学式为aLi2MnO3·(1-a)LiMO2，其中0.3≤a＜1，M＝NixCoyMn1-x-y，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5。制备方法为：一、称取锰盐、表面活性剂与氯酸钠均匀混合，进行水热反应得到由二氧化锰纳米棒自组装形成的辐射状空心纳微结构；二、将步骤一得到的纳微结构的二氧化锰与锂盐、钴盐与镍盐均匀混合得到前驱体；三、将前驱体高温煅烧，得到具有纳微结构的富锂锰基正极材料。本发明通过利用具有纳微结构中纳米结构本征载流子扩散路径短的优点，可有效提高材料的倍率容量，同时也可利用微米结构表面能低不易团聚、化学稳定性高等特性，保持材料的循环性能。
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公开(公告)号：CN103794752B
公开(公告)日：2016-02-17
申请号：CN201410081429.8
申请日：2014-03-07
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: H01M4/131 , H01M4/1391 , H01M4/505 , H01M4/525
Abstract: 本发明提供了一种核壳结构的高电压镍锰酸锂正极材料及其制备方法，所述高电压镍锰酸锂正极材料为核壳结构，其核层材料为LiNi0.5-xMn1.5+xO4，壳层材料为LiNi0.5Mn1.5O4，制备方法为：首先按摩尔比Mn:Ni>3共沉淀镍锰，然后在其表面按摩尔比Mn:Ni=3共沉淀镍锰，然后与含锂化合物混合后经高温煅烧及退火处理得到核壳结构的镍锰酸锂正极材料。该材料中核层材料具有优异的倍率性能，壳层材料不含Mn3+，避免了锰的溶解，提高了材料循环性能，该材料为一次烧结制备，壳层与核层材料均为立方尖晶石相，结构一致，减小了核壳间阻力，膨胀系数一致，循环过程中该核壳结构稳定。
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公开(公告)号：CN105261752A
公开(公告)日：2016-01-20
申请号：CN201510795189.2
申请日：2015-11-18
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: H01M4/505 , H01M4/525 , H01M4/131 , H01M4/1391 , H01M10/0525
CPC classification number: H01M4/505 , H01M4/131 , H01M4/1391 , H01M4/525 , H01M10/0525 , H01M2004/028 , H01M2220/20
Abstract: 一种高压镍锰酸锂正极材料的制备方法，属于材料合成技术领域，涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法。所述方法首先将通过共沉淀方法制备的镍锰的氢氧化物在800~1000℃煅烧3~8h，得到结晶度高、元素分布均匀的固溶体Ni0.75Mn2.25O4，再将其与锂盐混合，煅烧得到结晶度很高的镍锰酸锂材料。本发明以经过高温预烧得到的固溶体Ni0.75Mn2.25O4作为前驱体，以这种前驱体作为嵌锂骨架，能够有效地提高镍锰酸锂材料的结晶度，并能有效抑制材料颗粒粒径的增大，因此，有效地提高了镍锰酸锂材料的循环性能和倍率性能。
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公开(公告)号：CN103199238B
公开(公告)日：2015-08-12
申请号：CN201310126541.4
申请日：2013-04-12
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: H01M4/505 , H01M4/525 , H01M4/131 , H01M4/1391
Abstract: 锂离子电池正极材料及其制备方法，涉及一种锂离子电池复合三元-锰酸锂正极材料及其制备方法。本发明的锂离子电池正极材料为由三元材料前驱体NixCoyMnz(OH)2、锰酸锂前驱体MnO2、碳酸锂混合焙烧而成的复合三元-锰酸锂正极材料，其中：三元前驱NixCoyMnz(OH)2的粒径为5-10微米，x：y：z=1:1:1、5:2:3、6:2:2、8:1:1或4:2:4；锰酸锂前驱体MnO2的粒径为2-10微米；三元前驱体与电解二氧化锰的摩尔比为8:2、7:3或6:4。本发明在不牺牲材料结构稳定性的前提下，降低成本，提高材料克容量，改善材料循环性能和倍率性能，提高三元正极材料的安全性能和低温性能，优化改进制备工艺。
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公开(公告)号：CN103794783A
公开(公告)日：2014-05-14
申请号：CN201410081415.6
申请日：2014-03-07
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: H01M4/505 , H01M4/525 , H01M4/1397
CPC classification number: H01M4/366 , H01M4/505 , H01M4/525 , H01M10/0525
Abstract: 本发明提供了一种核壳结构的高压锂离子电池正极材料及其制备方法，所述高压锂离子电池正极材料为核壳结构，其核层材料为LiNi0.5-xMxMn1.5O4，其中x为0.002~0.12，M=Co、Al、Cr、Cu或Fe；壳层材料为LiNi0.5Mn1.5O4，壳层材料占核层材料的质量分数为2~20%。其制备方法为：通过共沉淀法制备核壳结构的前驱体，然后经高温煅烧和退火处理制备核壳结构的高压锂离子电池正极材料。该材料中核层材料通过掺杂高价态元素，使部分锰的化学价由正四价降为正三价，三价锰的存在提高了材料的倍率性能，并且由于掺杂元素在高电压充放电范围内参与反应，材料容量并未降低。壳层材料不含Mn3+，避免了三价锰引起的锰的溶解问题，提高了材料循环性能。
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