复合富锂层状正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合富锂层状正极材料及其制备方法。所述材料由吸氧材料YBaCo4O7与富锂层状正极材料Li[Li1/3‑2x/3Nix‑aCo2aMn2/3‑x/3‑a]O2通过掺杂、或包覆、或直接物理混合的方式制成所述复合富锂层状正极材料，其表达式为：(1‑m)Li[Li1/3‑2x/3Nix‑aCo2aMn2/3‑x/3‑a]O2•mYBaCo4O7,其中，0≤a≤x,0<x<0.5，0.1%≤m（YBaCo4O7在复合材料中的物质的量分数）≤1%。YBaCo4O7材料在高电位下可有效吸收富锂层状正极材料Li[Li1/3‑2x/3Nix‑aCo2aMn2/3‑x/3‑a]O2在首次充电活化过程中释放的活性氧生成YBaCo4O7+δ（δ为吸氧量），因而可显著提高应用富锂层状正极材料的锂离子电池体系的安全性能。

Composite lithium rich layered cathode materials and their preparation methods

The present invention relates to a composite lithium rich layered cathode material and a preparation method. The material is made of YBaCo4O7 material and oxygen rich lithium layered cathode material Li[Li1/3 2x/3Nix aCo2aMn2/3 x/3 a]O2 by doping, or coating, or direct physical mixing made the composite layered Li rich cathode material, its expression is as follows: (1 m) Li[Li1/3 2x/3Nix aCo2aMn2/3 x/3 a]O2 - mYBaCo4O7 among them, 0 a, x, 0< x< 0.5, 0.1% = m (YBaCo4O7 in the composite material volume fraction) is less than or equal to 1%. YBaCo4O7 material can effectively absorb the layered Li rich cathode material Li[Li1/3 2x/3Nix aCo2aMn2/3 x/3 a]O2 in the first charge generation of reactive oxygen species YBaCo4O7+ delta release activation process under high potential (Delta for oxygen consumption), which can improve the safety performance of lithium ion battery system using layered cathode material of the lithium rich.

【技术实现步骤摘要】
复合富锂层状正极材料及其制备方法
本专利技术涉及电极材料，具体而言，是一种复合富锂层状正极材料及其制备方法。
技术介绍
相比于其他的二次电池，锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、绿色环保等优点，已广泛应用于电动汽车和便携式电子产品。锂离子电池的能量密度是影响电动汽车行驶里程、便携式电子产品工作时间的最主要因素，因而提高锂离子电池正极材料的能量密度一直是研究者工作的重点。目前商业化的正极材料有LiCoO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2和LiFePO4等，这些正极材料的实际放电比容量介于140-170mAhg-1之间。而富锂层状正极材料Li[Li1/3-2x/3Nix-aCo2aMn2/3-x/3-a]O2,(0≤a≤x,0&lt;x&lt;0.5,该表达式也可以写为如下形式：yLi2MnO3•(1-y)LiNi1/2-bCo2bMn1/2-bO2)因为具有超过250mAhg-1的高比容量，因而成为近年来的研究热点。此外，富锂层状正极材料还具有成本低、毒性小等优点。在首次充电过程中，富锂层状材料中的类Li2MnO3结构会发生活化，脱出Li+和活性氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合富锂层状正极材料的制备方法，其特征在于：吸氧材料YBaCo4O7与富锂层状正极材料Li[Li1/3‑2x/3Nix‑aCo2aMn2/3‑x/3‑a]O2通过掺杂、或包覆、或直接物理混合的方式制成所述复合富锂层状正极材料，其表达式为：(1‑m)Li[Li1/3‑2x/3Nix‑aCo2aMn2/3‑x/3‑a]O2•mYBaCo4O7,其中，0≤a≤x,0<x<0.5，0.1%≤m（YBaCo4O7在复合材料中的物质的量分数）≤1%。

【技术特征摘要】
1.一种复合富锂层状正极材料的制备方法，其特征在于：吸氧材料YBaCo4O7与富锂层状正极材料Li[Li1/3-2x/3Nix-aCo2aMn2/3-x/3-a]O2通过掺杂、或包覆、或直接物理混合的方式制成所述复合富锂层状正极材料，其表达式为：(1-m)Li[Li1/3-2x/3Nix-aCo2aMn2/3-x/3-a]O2•mYBaCo4O7,其中，0≤a≤x,0&lt;x&lt;0.5，0.1%≤m（YBaCo4O7在复合材料中的物质的量分数）≤1%。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将Li源、Ni源、Co源和Mn源直接物理混合，或将Ni源、Co源和Mn源采用共沉淀法处理得到的产物与Li源混合，得到前驱体材料1；将Y源、Ba源和Co源直接物理混合，或将Y源、Ba源和Co源采用共沉淀法处理，得到前驱体材料2；将前驱体材料1和前驱体材料2按比例混合研磨、混匀、在800-1200℃焙烧5-30小时后得到YBaCo4O7掺杂的富锂层状正极材料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述前驱体材料1和前驱体材料2分别在500℃预烧4h冷却后混合研磨。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将Y源、Ba源、Co源、和富锂层状氧化物正极材料分散于水或者乙醇中得到悬浊液，该悬浊液蒸干后得到的前驱体材料在800-1200℃范围内焙烧5-30小时得到YBaCo4O7包覆的富锂层状正极材料。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪周，张联齐，宋大卫，时喜喜，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津,12