本发明专利技术公开了一种锂离子电池正极的改性材料及其制备方法，锂离子电池正极材料上包覆有质量分数为3～7%的氧化镨，包覆氧化镨后的锂离子电池正极的改性材料的化学式为：Li1.17[Ni0.21Co0.12Mn0.67]0.83O2/Pr6O11；与现有技术相比，本发明专利技术提供的正极改性材料有较大的放电比容量，优良的倍率放电，且循环性能较好，有利于推广富锂材料在实际中的应用，具有重大的生产实践意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及
，特别是涉及。
技术介绍
锂离子电池经过多年的发展，具有电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽、无污染等众多优点，被国际社会公认为最理想的化学电源。已经广泛应用于到国民生活与国家国防建设中，如移动通讯设备、手提电脑、便携式电动工具及武器装备等。随着新一代智能电子产品的发展，对离子电池的能量密度、功率密度、安全和成本提出了更高的要求。美国Argonne实验室在专利US6677082中公开报道了一种富锂锰基固溶体材料xLi [Lil73Mn273]O2.(1-x) LiMO2 (M 为过渡金属 N1、Co、Mn 等元素，O ^ X ^ I)以来，该类材料引起许多学者和研究人员的关注。它被认为是目前最具前景的高能量密度锂离子电池的正极候选材料之一，如在中国专利(申请号)03126255.4中公开的该类材料中首次放电比容量可达181mAh/g，首次放比电容量可达其充电比容量的90%，其中，锂:钴、锰、镍(原子比)=1-1.1: I,且钴:锰:镍(原子量比)=1: I: I ;中国专利CN200410101824.4中公开了该类材料的一种制备方法，专利中公开了该材料掺杂Al或掺杂金属Cr的制备方法，用于改善材料的电化学性能，但是在专利中没有见到所制备的材料的电化学性能数据；另外在中国专利CN201110111035.9中公开了一种该类材料的合成方法，并分别利用过硫酸钠和过硫酸钾对该材料 进行了表面处理，处理后材料的首次放电比容量分别为242mAh/g和234mAh/g，充放电效率为82.3%和78.65%，可见经过表面处理后材料的放电容量较低，且充放电效率仍有待提高；在已公开的中国专利CN201210199500.3合成了一种化学Li [Li0.167Ni0.166Co0.166Mn0.500] O2的该类材料，首次放电比容量小于225mAh/g，首次放电容量较低，该专利中并未说明材料的循环性能。综上所述，尽管该类材料已经引起了广泛的关注并得到深入的研究，并取得了一定的进展，但是目前该类材料在实际应用还存在诸多问题:(I)材料需要较高的充电电压，难于找到与之相匹配的高电压电解液；(2)材料的导电性能较差，不适合大电流充放电。本专利的 申请人:在2012年12月提交了一份申请号为201210581822.4的专利技术专利申请，公开了一种锂离子电池正极材料及其制备方法，本专利技术的技术方案是在此专利申请为基础，将其制备的正极材料作为基体材料进行的改性以及其改性方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种材料循环性能和倍率放电性能均有所提升的锂离子电池正极的改性材料及其制备方法。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是:一种锂离子电池正极的改性材料，其特征在于所述锂离子电池正极材料上包覆有质量分数为3?7%的氧化镨，所述锂离子电池正极材料的化学式为:Li [Li0.17Ni0.17Co0.10Mn0.56] O2 ；包覆氧化镨后的锂离子电池正极的改性材料的化学式为:Li1.17 [Ni0.2iCo0.12Mn0> 67] 0.8302/Pr60n。优选的，上述所述锂离子电池正极材料上包覆有质量分数为5%的氧化镨。一种锂离子电池正极改性材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤:第一步，制备锂离子电池正极基体材料利用共沉淀法，在850 °C高温下按照化学计量比合成基体材料Li [Li0.17Ni0.17Co0.10Mn0.56] O2 ；第二步，称取一定量的Pr(NO)3.6H20，并将其溶解与200mL去离子水中，制备成lmol/L的Pr (NO) 3溶液，并将该溶液加入IL反应釜中；第三步，称取第一步制备的基体材料Li [Li0.17Ni0.17Co0.10Mn0.56] O2，将其加入第二步的反应釜中并搅拌，保持搅拌速度为400rpm，并调节反应釜水浴的温度为60°C ;持续搅拌Ih后利用蠕动机将60%氨水加入到反应釜中，调节溶液的pH在9-10之间；第四步，反应6h后，过滤上述溶液，取沉淀物并用去离子水洗涤，然后在空气氛中108°C干燥 12h ；第五步，将干燥后的沉淀，在600°C条件下箱式马弗炉中烧结12h，后获得锂离子电池正极材料 Li1.17 [Ni0.21Co0.12Mn0.67] 0.8302/Pr60n。上述一种锂离子电池正极改性材料的制备方法，其特征在于第一步制备锂离子电池正极基体材料的步骤为:(I)称取摩尔比为0.21:0.12:0.67的过渡金属镍、钴、锰三种元素分析纯的硫酸盐，溶于去离子水中制成溶液，溶液中金属元素的浓度为2mol/L ；(2)将步骤(I)制备的溶液加入5L容量的反应釜中，并对其搅拌，搅拌速度为400rpm，调节反应釜水浴的温度为55°C ;利用蠕动机将碳酸盐加入到反应釜中，并调节溶液的pH在7.5-7.7之间；(3)将步骤(2)中反应釜中的溶液进行过滤，取沉淀部分并用去离子水洗涤，然后在空气氛中100°c干燥12h ；(4)按化学计量式称取适量的锂源与上述干燥后的沉淀物质通过行星式球磨机混合均匀；将两者的混合物在空气气氛中烧结，最终获得基体材料Li [Liai7Niai7CoaitlMna56]O2 ；上述步骤(2)中碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾中的一种。上述步骤(4)中的锂源选自碳酸锂、乙酸锂、氢氧化锂的一种。上述步骤(4)中的烧结方法是首先在500度烧结8h，然后再在850°C高温度烧结12h。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:本专利技术提供了一种锂离子电池正极改性材料及其制备方法，该正极改性材料有较大的放电比容量，优良的倍率放电，且循环性能较好，有利于推广富锂材料在实际中的应用，具有重大的生产实践意义。【附图说明】图1为本专利技术所提供的实施案例一和例二所制备的材料的SEM ；图2为本专利技术所提供的实施案例一和例二所制备的材料的XRD ；图3为本专利技术所提供的实施案例一和例二所制备的材料的首次充放电曲线；图4为本专利技术所提供的实施案例一和例二所制备的材料的倍率性能曲线；图5为本专利技术所提供的实施案例一和例二所制备的材料的循环性能曲线。【具体实施方式】以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施案例一:制备锂离子电池正极基体材料Li [Li0.17Ni0.17Co0.10Mn0.56] O2,具体步骤为:(I)称取摩尔比为0.21:0.12:0.67的过渡金属镍、钴、锰三种元素分析纯的硫酸盐，溶于去离子水中制成溶液，溶液中金属元素的浓度为2mol/L ；(2)将步骤(I)制备的溶液加入5L容量的反应釜中，并对其搅拌，搅拌速度为400rpm，调节反应釜水浴的温度为55°C ;利用蠕动机将碳酸盐加入到反应釜中，并调节溶液的pH在7.5-7.7之间；(3)将步骤(2)中反应釜中的溶液进行过滤，取沉淀部分并用去离子水洗涤，然后在空气氛中100°c干燥12h ；(4)按化学计量式称取适量的锂源与上述干燥后的沉淀物质通过行星式球磨机混合均匀；将两者的混合物在空气气氛中烧结，最终获得基体材料Li [Liai7Niai7Coai本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池正极的改性材料，其特征在于所述锂离子电池正极材料上包覆有质量分数为3～7%的氧化镨，所述锂离子电池正极材料的化学式为： Li[Li0.17Ni0.17Co0.10Mn0.56]O2； 包覆氧化镨后的锂离子电池正极的改性材料的化学式为： Li1.17[Ni0.21Co0.12Mn0.67]0.83O2/Pr6O11。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极的改性材料，其特征在于所述锂离子电池正极材料上包覆有质量分数为3~7%的氧化镨，所述锂离子电池正极材料的化学式为: Li [Liai7Ni0.17。。0.1oMn0.56] O2 ； 包覆氧化镨后的锂离子电池正极的改性材料的化学式为: Lil.17 [Ni(|.21。0(1.12胞0.67] 0.83〇2/Pr60ll。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极的改性材料，其特征在于所述锂离子电池正极材料上包覆有质量分数为5%的氧化镨。3.如权利要求1-2之一所述的一种锂离子电池正极的改性材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 第一步，制备锂离子电池正极基体材料； 第二步，称取一定量的Pr(NO)3.6H20，并将其溶解与200mL去离子水中，制备成Imol/L的Pr (NO) 3溶液，并将该溶液加入IL反应釜中； 第三步，称取第一步制备的基体材料Li [Li0.17Ni0.17Co0.10Mn0.56] O2，将其加入第二步的反应釜中并搅拌，保持搅拌速度为400rpm，并调节反应釜水浴的温度为60°C ;持续搅拌Ih后利用蠕动机将60%氨水加入到反应釜中，调节溶液的pH在9-10之间； 第四步，反应6h后，过滤上述溶液，取沉淀物并用去离子水洗涤，然后在空气氛中108°C干燥 12h ； 第五步，将干燥后的沉淀，在600°C条件下箱式马弗炉中烧结12h，后获得锂离子电池正极材料 Li1.17 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟海星，金慧芬，高俊奎，步绍宁，徐圣钊，
申请(专利权)人：天津力神电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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