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公开(公告)号：CN119191380A
公开(公告)日：2024-12-27
申请号：CN202411244105.1
申请日：2024-09-05
Applicant: 中国第一汽车股份有限公司 , 南开大学
IPC: C01G53/00 , H01M4/525 , H01M4/131 , H01M10/0525
Abstract: 本申请涉及一种锰掺杂镍酸锂正极材料及其制备方法、正极片、电池和用电装置，该制备方法包括如下步骤：S1、将镍锰氢氧化物前驱体、第一锂源和氯化物混匀后，在氧气氛围下通过熔盐法反应得到中间产物，中间产物包含锰价态为+3价的单晶锰掺杂镍酸锂；S2、将中间产物与第二锂源混匀，然后在氧气氛围下进行热处理，得到锰价态为+4价的单晶态的锰掺杂镍酸锂正极材料；其中，第一锂源的用量为镍锰氢氧化物前驱体的摩尔量的100%~130%；第二锂源的用量小于中间产物的质量的15%；热处理的保温温度为600℃~700℃。该制备方法可以提高锰元素氧化态，进而提升制得的正极材料的循环稳定性。
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公开(公告)号：CN116282226B
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202310295600.4
申请日：2023-03-24
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/1391 , C01G53/00 , H01M4/131 , H01M4/525
Abstract: 本发明属于电化学储能电池领域，具体公开了一种微富锂小单晶无钴镍酸锂正极材料及其制备方法和应用。本发明通过熔盐法合成表面存在岩盐相的小单晶无钴镍酸锂正极材料，再通过二次锂化法，促进材料岩盐相到层状相的转变，实现晶格修复，并在层状结构中的镍层引入略微过量锂离子，获得微富锂小单晶无钴镍酸锂正极材料。该正极材料具有更好的循环稳定性、倍率性能和更高的机械强度，避免了充放电过程中晶间应力的损害，抑制了裂纹的形成；此外，更有利于电极加工制作，保证电极的高压实密度和体积能量密度。本发明制得的微富锂小单晶无钴镍酸锂正极材料有望推进无钴镍酸锂正极材料的产业化应用。
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公开(公告)号：CN116282226A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310295600.4
申请日：2023-03-24
Applicant: 南开大学
IPC: C01G53/00 , H01M4/131 , H01M4/1391 , H01M4/525
Abstract: 本发明属于电化学储能电池领域，具体公开了一种微富锂小单晶无钴镍酸锂正极材料及其制备方法和应用。本发明通过熔盐法合成表面存在岩盐相的小单晶无钴镍酸锂正极材料，再通过二次锂化法，促进材料岩盐相到层状相的转变，实现晶格修复，并在层状结构中的镍层引入略微过量锂离子，获得微富锂小单晶无钴镍酸锂正极材料。该正极材料具有更好的循环稳定性、倍率性能和更高的机械强度，避免了充放电过程中晶间应力的损害，抑制了裂纹的形成；此外，更有利于电极加工制作，保证电极的高压实密度和体积能量密度。本发明制得的微富锂小单晶无钴镍酸锂正极材料有望推进无钴镍酸锂正极材料的产业化应用。
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公开(公告)号：CN117525333A
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202311527295.3
申请日：2023-11-16
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/525 , H01M4/62 , H01M10/0525 , H01M4/131
Abstract: 本发明属于电化学储能电池领域，具体涉及一种钛熔盐辅助包覆掺杂单晶无钴镍酸锂正极材料及其制备方法和应用。本发明通过钛熔盐辅助合成单晶钛掺杂氧化镍材料，再通过锂化，最后进行中温热处理，得到钛熔盐辅助包覆掺杂单晶无钴镍酸锂正极材料。本发明通过化学作用诱发正极材料表面钛元素与锂发生热力学有利的反应，形成含钛包覆层Li2TiO3，该方法得到的包覆层与体相具有共生关系，高度晶格匹配，保证了包覆的均匀性，均匀的含钛包覆层抑制了材料表面与电解液之间副反应的发生，提高材料的循环稳定性。此外，均匀掺杂的钛元素可以减缓充放电过程中不可逆的相变，同时增加层间距，可以提高材料的结构稳定性和倍率性能，有望推进镍酸锂正极材料的产业化应用。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117525333B
公开(公告)日：2024-05-28
申请号：CN202311527295.3
申请日：2023-11-16
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/36 , H01M4/525 , H01M4/62 , H01M10/0525 , H01M4/131
Abstract: 本发明属于电化学储能电池领域，具体涉及一种钛熔盐辅助包覆掺杂单晶无钴镍酸锂正极材料及其制备方法和应用。本发明通过钛熔盐辅助合成单晶钛掺杂氧化镍材料，再通过锂化，最后进行中温热处理，得到钛熔盐辅助包覆掺杂单晶无钴镍酸锂正极材料。本发明通过化学作用诱发正极材料表面钛元素与锂发生热力学有利的反应，形成含钛包覆层Li2TiO3，该方法得到的包覆层与体相具有共生关系，高度晶格匹配，保证了包覆的均匀性，均匀的含钛包覆层抑制了材料表面与电解液之间副反应的发生，提高材料的循环稳定性。此外，均匀掺杂的钛元素可以减缓充放电过程中不可逆的相变，同时增加层间距，可以提高材料的结构稳定性和倍率性能，有望推进镍酸锂正极材料的产业化应用。
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公开(公告)号：CN114715957B
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202210514181.4
申请日：2022-05-12
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明属于锂离子电池领域，提供了一种铌包覆镍钴锰三元前驱体及制备方法及应用。制备方法为：将过渡金属离子溶液、氢氧化钠溶液和氨水溶液注入共沉淀法反应釜内，通入氮气保护，调控反应条件，合成镍钴锰氢氧化物前驱体。过渡金属离子溶液进料结束后，向反应釜内注入铌源溶液。随后将溶液从反应釜内接出，洗涤过滤烘干后得到铌包覆镍钴锰三元前驱体，将干燥后的前驱体与锂盐混合煅烧，得到铌改性的镍钴锰三元正极材料。本发明将前驱体合成步骤与包覆步骤合并，在反应釜内实现了包覆，所制备的铌包覆镍钴锰三元前驱体粒径均匀、一致性好，锂化煅烧后的正极材料界面稳定性高，残碱量较少，常温及高温下的循环稳定性得到提升。
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公开(公告)号：CN116314622B
公开(公告)日：2023-10-03
申请号：CN202310295597.6
申请日：2023-03-24
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/1391 , H01M4/525 , H01M10/0525 , H01M4/36 , H01M4/485 , H01M4/04
Abstract: 本发明属于电化学储能电池和动力电池领域，具体公开了一种具有自析出包覆层的单晶无钴铝掺杂镍酸锂正极材料及其制备方法和应用。本发明通过熔盐法合成单晶无钴铝掺杂镍酸锂正极材料，水洗除去熔盐后再通过二次锂化法，将正极材料与少量锂源混合快速中温热处理，通过化学作用诱发正极材料体相中部分铝元素的原位晶格析出，在材料表面形成β‑Li5AlO4包覆层，最终获得本发明的材料。该正极材料具有更好的循环稳定性、倍率性能和更高的机械强度，避免了充放电过程中晶间应力的损害，抑制了裂纹的形成，有望推进无钴铝掺杂镍酸锂正极材料的产业化应用。
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公开(公告)号：CN116314622A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310295597.6
申请日：2023-03-24
Applicant: 南开大学
IPC: H01M4/1391 , H01M4/525 , H01M10/0525 , H01M4/36 , H01M4/485 , H01M4/04
Abstract: 本发明属于电化学储能电池和动力电池领域，具体公开了一种具有自析出包覆层的单晶无钴铝掺杂镍酸锂正极材料及其制备方法和应用。本发明通过熔盐法合成单晶无钴铝掺杂镍酸锂正极材料，水洗除去熔盐后再通过二次锂化法，将正极材料与少量锂源混合快速中温热处理，通过化学作用诱发正极材料体相中部分铝元素的原位晶格析出，在材料表面形成β‑Li5AlO4包覆层，最终获得本发明的材料。该正极材料具有更好的循环稳定性、倍率性能和更高的机械强度，避免了充放电过程中晶间应力的损害，抑制了裂纹的形成，有望推进无钴铝掺杂镍酸锂正极材料的产业化应用。
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公开(公告)号：CN114715957A
公开(公告)日：2022-07-08
申请号：CN202210514181.4
申请日：2022-05-12
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明属于锂离子电池领域，提供了一种铌包覆镍钴锰三元前驱体及制备方法及应用。制备方法为：将过渡金属离子溶液、氢氧化钠溶液和氨水溶液注入共沉淀法反应釜内，通入氮气保护，调控反应条件，合成镍钴锰氢氧化物前驱体。过渡金属离子溶液进料结束后，向反应釜内注入铌源溶液。随后将溶液从反应釜内接出，洗涤过滤烘干后得到铌包覆镍钴锰三元前驱体，将干燥后的前驱体与锂盐混合煅烧，得到铌改性的镍钴锰三元正极材料。本发明将前驱体合成步骤与包覆步骤合并，在反应釜内实现了包覆，所制备的铌包覆镍钴锰三元前驱体粒径均匀、一致性好，锂化煅烧后的正极材料界面稳定性高，残碱量较少，常温及高温下的循环稳定性得到提升。
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