近几十年来,随着化学工业的高速发展,人们对化学电源的需求从量到质都在不断提升,尤其在动力和储能等领域。目前,大部分的锂电企业都是使用钴酸锂、层状锂镍钴锰氧材料和橄榄石型磷酸亚铁锂、尖晶石型锰酸锂材料作为正极材料。由于车市场不断扩大,对动力电池的需求量将进一步增加。
在国内,钴是一种相对比较贫乏的资源且价格昂贵,对环境不友好;磷酸亚铁锂电池的能量密度已经快接近理论极限值了,很难再提高,无法实现我国2030的目标;而锰酸锂电池在充放电过程中存在姜-泰勒效应和高压充放电下电解液的分解,使得容量衰减。针对上述的不足,研究员提供一种掺杂微量钨元素的高压锂电池正极材料,其采用溶胶凝胶法进行制备,具体步骤如下:
1.将可溶性锂盐、镍盐、锰盐、六氯化钨和草酸铵,按摩尔比为1.05∶0.5∶1.5﹙1-x﹚∶x∶3的用量混合溶解在去离子水中,配成混合溶液,其中x在0至0.01之间;
2.将所述混合溶液在50~80℃下不断搅拌得到粘稠的湿凝胶,然后再将湿凝胶置于80~100℃的真空干燥箱中干燥得到干凝胶;
3.将所述的干凝胶快速转移至马弗炉中,在400~600℃下预烧结4~6h,得到预烧产物,冷却至室温下研磨,然后在700~1000℃下进行二次烧结6~10h,冷却至室温,再研磨,最后得到掺杂微量钨元素的高压锂电池正极材料LiNi0.5Mn1.5﹙1-x﹚WxO4。