(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111492135.0 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 山东精工电子科技有限公司 地址 277800 山东省枣庄市高新区光明路 X6699号 （光明路与华信路交界口北 侧） (72)发明人 李良烁　张敬捧　贾传龙　王勇　 (74)专利代理 机构 济南泉城专利商标事务所 37218 代理人 崔振旺 (51)Int.Cl. H01M 4/62(2006.01) H01M 4/505(2010.01) H01M 4/525(2010.01) H01M 10/04(2006.01)H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 利用莲花根茎制备碳包覆三元电极材料及 应用 (57)摘要 本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域， 尤其涉及一种利用莲花根茎制备碳包覆三元电 极材料及应用。 本发明包括如下步骤： 用镍、 钴、 锰盐配置成金属离子溶液， 将莲花整株放入金属 离子溶液中培养， 控制温度和湿度， 数天后拿出 烘干； 将烘干的莲花根茎与氢氧化钠溶液、 氨水 加入反应釜中， 进行控制结晶、 沉淀， 再经过滤、 洗涤、 干燥得到前驱体； 将前驱体与锂源在高温 下煅烧得到目标产物三元电极材料。 本发明将莲 花根茎作为碳包覆三元电极材料的碳源， 同时利 用莲花吸收的金属离子作为活性材料的来源， 能 够提高碳源和金属离子间的结合程度， 能够有效 提升作为三元材料的比表面积； 利用莲花水生植 物对金属离子的吸附作用， 能够和农业种植业结 合来提高产品的附加值。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114335530 A 2022.04.12 CN 114335530 A 1.一种利用莲 花根茎制备碳包覆三元电极材 料， 其特征在于， 包括如下步骤： （1） 用镍、 钴、 锰盐配置成金属离子溶液， 将市售莲花整株放入金属离子溶液中培养， 控 制培养室的温度和湿度， 数天后拿出整株置 于烘箱中烘干； （2） 将步骤 （1） 烘干的莲花根茎与氢氧化钠溶液、 氨水一起加入反应釜中， 进行控制结 晶、 沉淀， 再 经过滤、 洗涤、 干燥得到前驱体； 3） 加入锂源， 将前驱体与锂 源在750‑900℃下煅烧得到目标产物三元电极材 料。 2.根据权利要求书1所述的利用莲花根茎制备碳包覆三元电极材料,其特征在于,步骤 (1)中， 所述的镍源、 钴 源、 锰源为对应硝酸盐、 硫酸盐或氯化盐中的一种或多种。 3.根据权利要求书1所述的利用莲花根茎制备碳包覆三元电极材料， 其特征在于， 步骤 (1)中， 所述的金属离 子的溶度为0.1~1 mol L‑1。 4.根据权利要求书1所述的利用莲花根茎制备碳包覆三元电极材料， 其特征在于， 步骤 (1)中， 所述的金属离 子的比例为 Ni:Co:Mn=(1 ‑3):(1‑3):(1‑3)。 5.根据权利要求书1所述的利用莲花根茎制备碳包覆三元电极材料， 其特征在于， 步骤 (1)中， 莲 花培养周期为7 ‑20 d。 6.根据权利要求书1所述的利用莲花根茎制备碳包覆三元电极材料， 其特征在于， 步骤 (2)中， 氢 氧化钠溶 液、 氨水溶液pH值控制在1 1.5‑12。 7.根据权利要求书1所述的利用莲花根茎制备碳包覆三元电极材料， 其特征在于， 步骤 (2)中， 煅烧过程在氮气氛围下进行， 升温速率 为5℃min‑1， 保温时间2h 。 8.一种权利要求1所述的碳包覆三元电极材料的应用， 其特征在于， 作为锂离子电池的 正极材料， 用于电池的制备。 9.根据权利要求8所述的碳包覆三元电极材料的应用， 其特征是， 所述锂离子电池为纽 扣电池， 将获得的碳包覆三元电极材料与  PVDF 和乙炔黑以  8∶ 1∶ 1 的质量比溶解在N ‑ 甲 基吡咯烷酮 （NMP） 中， 形成浆液， 然后将混合物的浆液均匀涂布到铝箔上并放在干燥箱中温 度维持在60℃， 时间保持  12h 以上进行干燥， 干燥好的浆料在室温下用裁片机裁成直径 为  10mm 的圆片， 将圆片进行称量， 并放入手套箱， 组装成纽扣电池。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114335530 A 2利用莲花根茎制备 碳包覆三元电极材料及应用 技术领域 [0001]本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域,尤其涉及一种利用莲花根茎制备碳包 覆三元电极材 料及应用。 [0002] 背景技术 [0003]化石能源的快速消耗对世界经济和生态环境产生重大影响。 随着人们环 保意识的 提高， 发展高效、 清洁、 安全的能源体系越来越受到研究者的关注。 其中化学储能是能源体 系的研究热点。 在众多化学储能装置中， 锂离子电池因为高的能量密度、 电压等众多优点脱 颖而出。 [0004]“新一代生物能源 ”纤维乙醇与微藻生物柴油具有良好的发展前景， 但由于一些关 键技术瓶颈尚未突破， 导 致较高的生产成本， 严重制约其向产业 化的推广应用。 [0005]水生植物莲花是一类漂浮在淡水湖、 池塘和水池中的水生植物， 在国内分布较广。 水生植物莲花对金属离子有很好的吸附效果， 在环保领域有将其应用于含 金属离子废水的 处理， 以吸 附废水中的金属离子。 将莲花对金属离子的吸 附应用于锂电池的制 造是一个很 好的研究方向。 而且由于莲花易于培养， 有望部分解决能源储存产业化发展所面临的原料 瓶颈问题。 发明内容 [0006]针对上述问题， 本发明提供一种利用莲花根茎制 备碳包覆三元电极材料及应用， 利用植物汲取 营养的特性制备碳包覆三元正极材 料用于锂电池。 [0007]为实现上述目的， 本发明的技 术方案如下: 利用莲花根茎制备碳包覆三元电极材 料， 包括如下步骤： （1） 用镍、 钴、 锰盐配置成金属离子溶液， 将市售莲花整株放入金属离子溶液中培 养， 控制培 养室的温度和湿度， 数天后拿出整株置 于烘箱中烘干； （2） 将步骤 （1） 烘干的整株莲花根茎与氢氧化钠溶液、 氨水一起加入反应釜中， 进 行控制结晶、 沉淀， 再 经过滤、 洗涤、 干燥得到前驱体； 3） 加入锂源， 将前驱体与锂 源在750‑900℃下煅烧得到目标产物三元电极材 料。 [0008]作为优选,步骤(1)中， 所述 的镍源、 钴源、 锰源为对应硝酸盐、 硫酸盐或氯化盐中 的一种或多种。 [0009]作为优选,步骤(1)中， 所述的金属离 子的溶度为0.1~1 mol L‑1。 [0010]作为优选,步骤(1)中， 所述的金属离 子的比例为 Ni:Co:Mn=(1 ‑3):(1‑3):(1‑3)。 [0011]作为优选,步骤(1)中， 莲 花培养周期为7 ‑20 d。 [0012]作为优选,步骤(2)中， 氢 氧化钠溶 液、 氨水溶液pH值控制在1 1.5‑12。 [0013]作为优选,， 步骤(2)中， 煅烧过程在氮气氛围下进行， 升温速率为5℃min‑1， 保温时 间2h。说　明　书 1/4 页 3 CN 114335530 A 3