一种掺杂型锂电池正极材料制造技术

本发明专利技术公开一种掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：92wt％～96wt％三元材料和4wt％～8wt％掺杂材料；其中，所述掺杂材料为硫化亚铁、硫化锰和二硫化钛中两种以上的混合物。本发明专利技术单体能量密度高且高温下反复充放电后电极极化现象较轻，可以有效提高锂电池在高温下的工作时间和使用寿命。

Doped lithium battery cathode material

The invention discloses a doping type lithium battery cathode material, which consists of the following components: 92wt% ~ 96wt% and 4wt% ~ 8wt% three element doped materials; wherein, the doped material is a mixture of ferrous sulfide and manganese sulfide and two titanium sulfide in more than two. The invention has the advantages of high energy density and less polarization of the electrode after repeated charging and discharging at high temperature, and can effectively improve the working time and service life of the lithium battery at high temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂型锂电池正极材料
本专利技术涉及锂电池领域，更具体地，涉及一种掺杂型锂电池正极材料。
技术介绍
三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料。三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高，但是电压太低，用在手机上(手机截止电压一般在3.4V左右)会有明显的容量不足的感觉。而且目前的三元锂电池的单体能量密度为180Wh，成组后为110Wh，并且在反复多次(300次以上)高温充放电之后，电极极化较为严重，电池放电容量急剧下降。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种单体能量密度高且高温下反复充放电后电极极化现象较轻的掺杂型锂电池正极材料，可以有效提高锂电池在高温下的工作时间和使用寿命。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：92wt％～96wt％三元材料和4wt％～8wt％掺杂材料；其中，所述掺杂材料为硫化亚铁、硫化锰和二硫化钛中两种以上的混合物。上述掺杂型锂电池正极材料，所述掺杂材料为硫化亚铁和硫化锰的混合物，其中，所述硫化亚铁和所述硫化锰的重量比为1:4～5:1。上述掺杂型锂电池正极材料，所述掺杂材料为硫化亚铁和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化亚铁和所述二硫化钛的重量比为1:3～3:2。上述掺杂型锂电池正极材料，所述掺杂材料为硫化锰和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化锰和所述二硫化钛的重量比为1:4～2:3。上述掺杂型锂电池正极材料，所述掺杂材料为硫化亚铁、硫化锰和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化亚铁、硫化锰和所述二硫化钛的重量比为1:(0.5～1):(1～2)。上述掺杂型锂电池正极材料，所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:(0.5～1):(0.5～1)。上述掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：94wt％三元材料和6wt％掺杂材料。上述掺杂型锂电池正极材料，所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.6:0.9。本专利技术的有益效果如下：利用本专利技术制成的锂电池正极可以使锂电池在60℃下反复充放电400次后，放电容量最高仍可达到98.2％，有效提高了三元锂电池在高温环境下工作时间和使用寿命。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。实施例1本专利技术掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：92wt％三元材料和8wt％掺杂材料。在所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.5:0.5。所述掺杂材料为硫化亚铁和硫化锰的混合物，其中，所述硫化亚铁和所述硫化锰的重量比为1:4。实施例2本专利技术掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：93wt％三元材料和7wt％掺杂材料。在所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.75:0.75。所述掺杂材料为硫化亚铁和硫化锰的混合物，其中，所述硫化亚铁和所述硫化锰的重量比为1:1。实施例3本专利技术掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：94wt％三元材料和6wt％掺杂材料。在所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.6:0.9。所述掺杂材料为硫化亚铁和硫化锰的混合物，其中，所述硫化亚铁和所述硫化锰的重量比为4:1。实施例4本专利技术掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：95wt％三元材料和5wt％掺杂材料。在所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.6:0.6。所述掺杂材料为硫化亚铁和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化亚铁和所述二硫化钛的重量比为1:3。实施例5本专利技术掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：96wt％三元材料和4wt％掺杂材料。在所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.7:0.7。所述掺杂材料为硫化亚铁和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化亚铁和所述二硫化钛的重量比为1:1。实施例6本专利技术掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：93wt％三元材料和7wt％掺杂材料。在所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.8:0.8。所述掺杂材料为硫化亚铁和硫化锰的混合物，其中，所述硫化亚铁和所述二硫化钛的重量比为3:2。实施例7本专利技术掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：93wt％三元材料和7wt％掺杂材料。在所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.5:0.5。所述掺杂材料为硫化锰和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化锰和所述二硫化钛的重量比为1:2。实施例8本专利技术掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：92.5wt％三元材料和7.5wt％掺杂材料。在所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.9:0.9。所述掺杂材料为硫化锰和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化锰和所述二硫化钛的重量比为1:2。实施例9本专利技术掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：94.5wt％三元材料和5.5wt％掺杂材料。在所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.5:0.5。所述掺杂材料为硫化锰和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化锰和所述二硫化钛的重量比为2:3。实施例10本专利技术掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：94wt％三元材料和6wt％掺杂材料。在所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.5:0.8。所述掺杂材料为硫化亚铁、硫化锰和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化亚铁、所述硫化锰和所述二硫化钛的重量比为1:0.5:1。实施例11本专利技术掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：95wt％三元材料和5wt％掺杂材料。在所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.9:0.6。所述掺杂材料为硫化亚铁、硫化锰和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化亚铁、所述硫化锰和所述二硫化钛的重量比为1:1:1。实施例12本专利技术掺杂型锂电池正极材料，由以下组分组成：92wt％三元材料和8wt％掺杂材料。在所述三元材料中：镍酸锂、锰酸锂和钴酸锂的重量比为1:0.6:0.9。所述掺杂材料为硫化亚铁、硫化锰和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化亚铁、所述硫化锰和所述二硫化钛的重量比为1:0.5:2。在实施例1～12中，所述镍酸锂、所述钴酸锂、所述锰酸锂、所述硫化亚铁、所述硫化锰和所述二硫化钛均为粒径为10～100nm的粉体。采用实施例1～12中掺杂型锂电池正极材料制备成锂电池正极，然后用这些锂电池正极和锂电池负极、电解液制备成锂电池，依次标记为电池1、电池2、电池3、电池4、电池5、电池6、电池7、电池8、电池9、电池10、电池11和电池12，然后对这些电池按照国标和行业标准进行性能测试，其中，对电池单体能量密度测试在25℃温度下测试，对电池高温下反复充放电后放电容量的测试在60℃温度下测试，充放电次数为400次，分别记录50次、150次、300次和400次时的放电容量，如表1所示。表1正极以实施例1～12中掺杂型锂电池正极材料制成的锂电池的单体能量密度和60℃下多次充放电后的放电容量由表1中所测得的结果可以看出，正极采用本专利技术掺杂型锂电池正极材料制成的锂电池在高温环境(60℃)下使用，电极极化不明显，充放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺杂型锂电池正极材料，其特征在于，由以下组分组成：92wt％～96wt％三元材料和4wt％～8wt％掺杂材料；其中，所述掺杂材料为硫化亚铁、硫化锰和二硫化钛中两种以上的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种掺杂型锂电池正极材料，其特征在于，由以下组分组成：92wt％～96wt％三元材料和4wt％～8wt％掺杂材料；其中，所述掺杂材料为硫化亚铁、硫化锰和二硫化钛中两种以上的混合物。2.根据权利要求1所述的掺杂型锂电池正极材料，其特征在于，所述掺杂材料为硫化亚铁和硫化锰的混合物，其中，所述硫化亚铁和所述硫化锰的重量比为1:4～5:1。3.根据权利要求1所述的掺杂型锂电池正极材料，其特征在于，所述掺杂材料为硫化亚铁和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化亚铁和所述二硫化钛的重量比为1:3～3:2。4.根据权利要求1所述的掺杂型锂电池正极材料，其特征在于，所述掺杂材料为硫化锰和二硫化钛的混合物，其中，所述硫化锰和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛秦钟，钱志挺，吉同棕，吴海军，王寅峰，
申请(专利权)人：浙江新时代海创锂电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33