一种LiMnxNiyCozZn1-x-y-zPO4正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种锂离子电池正极活性材料，化学式为LiMnxNiyCozZn1‑x‑y‑zPO4，0〈x〈0.10，0〈y〈0.10，0.80〈z〈0.90。本发明专利技术还公开通过溶胶‑凝胶法制备该正极活性材料的方法，包括：1）按化学计量比将Li2CO3、Mn(COO)2、CoCl2、NiNO3、ZnSO4和(NH4)2HPO4混合溶解；2）将步骤1）得到的混合溶液加热至凝胶状；3）将步骤2）制得的产物在氧化气氛中500~700

A LiMnxNiyCozZn1-x-y-zPO4 cathode material and its preparation method and Application

The invention discloses a positive active material for lithium ion batteries, the chemical formula is LiMnxNiyCozZn1 x_y zPO4, 0_x_0.10, 0_y 0.10, 0.80_z_0.90. The invention also discloses a method for preparing the positive electrode active material by sol-gel method, which comprises: 1) mixing Li2CO3, Mn (COO) 2, CoCl2, NiNO3, ZnSO4 and (NH4) 2HPO4 mixture by chemical stoichiometry; 2) heating the mixed solution obtained by step 1 to gel; 3) the product prepared by step 2 is 500~700 in the oxidizing atmosphere.

【技术实现步骤摘要】
一种LiMnxNiyCozZn1-x-y-zPO4正极材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种电极材料，特别是一种LiMnxNiyCozZn1-x-y-zPO4正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
LiCoPO4晶体为正交晶系晶体，具有有序橄榄石结构。LiCoPO4的理论电容量为167mAh/g，相对于Li电极电势为4.8V，有希望成为高容量、高电压的锂离子电池正极材料。目前LiCoPO4主要采用固相法合成，该方法步骤繁琐。另外，LiCoPO4导电性能较差，目前改善其导电性能的方法主要包括掺杂金属离子和掺杂导电碳材料。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种导电性能好，充放电比容量高的橄榄石结构的锂离子电池正极材料。技术方案：本专利技术提供一种锂离子电池正极活性材料，该锂离子电池正极活性材料化学式为LiMnxNiyCozZn1-x-y-zPO4，0〈x〈0.10，0〈y〈0.10，0.80〈z〈0.90。优选地，该锂离子电池正极活性材料化学式为LiMn0.05Ni0.05Co0.85Zn0.05PO4。本专利技术另一方面提供一种制备上述锂离子电池正极活性材料的方法，包括以下步骤：1）按化学计量比将Li2CO3、Mn(COO)2、CoCl2、NiNO3、ZnSO4和(NH4)2HPO4混合后加水溶解并混合均匀；2）将步骤1）得到的混合溶液80oC加热至呈凝胶状，烘干；3）将步骤2）制得的产物在空气或氧气气氛中550~700oC焙烧12~15小时，冷却至室温后研磨，即得锂离子电池正极活性材料。本专利技术又一方面提供一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜及电解液，正极包含上述锂离子电池正极活性材料。有益效果：本专利技术通过溶胶-凝胶法，合成了掺杂有Mn、Ni和Zn离子的LiCoPO4正极材料，该正极材料具有与纯相LiCoPO4同样的橄榄石结构，颗粒分布均匀，导电性能和充放电比容量高。具体实施方式实施例1一种锂离子电池正极活性材料，其化学式为LiMn0.05Ni0.05Co0.85Zn0.05PO4。该锂离子电池正极活性材料的制备方法如下：（1）按化学计量比将Li2CO3、Mn(COO)2、CoCl2、NiNO3、ZnSO4和(NH4)2HPO4混合后加水溶解并混合均匀；（2）将步骤（1）得到的混合溶液80oC加热至呈凝胶状，烘干；（3）将步骤（2）制得的产物在空气气氛中700oC焙烧12小时，冷却至室温后研磨，即得锂离子电池正极活性材料。实施例2一种锂离子电池正极活性材料，其化学式为LiMn0.07Ni0.05Co0.82Zn0.06PO4。该锂离子电池正极活性材料的制备方法如下：（1）按化学计量比将Li2CO3、Mn(COO)2、CoCl2、NiNO3、ZnSO4和(NH4)2HPO4混合后加水溶解并混合均匀；（2）将步骤（1）得到的混合溶液80oC加热至呈凝胶状，烘干；（3）将步骤（2）制得的产物在空气气氛中550oC焙烧15小时，冷却至室温后研磨，即得锂离子电池正极活性材料。实施例3电化学性能测试：按照85：10：5的比例分别称取实施例1或2制得的正极活性材料、碳黑和聚偏氟乙烯，混合均匀后压片，制备锂离子电池正极；使用锂片作为负极，多孔聚丙烯隔膜作为电池隔膜，1mol/L的LiPF6/EMC+DMC(1:1)作为电解液，在充满速氩气的手套箱中组装成电池。测试组装成的电池的导电率、首次充放电曲线和循环伏安曲线，结果显示，本专利技术制得的锂离子电池正极活性材料具有较好的电化学性能，首次放电比容量为152mAh/g，比未掺杂的LiCoPO4首次放电比容量增加了近50%，循环伏安曲线表明掺杂后的正极材料具有较好的嵌入-脱嵌锂可逆性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极活性材料，其特征在于，该锂离子电池正极活性材料化学式为LiMnxNiyCozZn1‑x‑y‑zPO4，0〈x〈0.10，0〈y〈0.10，0.80〈z〈0.90。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极活性材料，其特征在于，该锂离子电池正极活性材料化学式为LiMnxNiyCozZn1-x-y-zPO4，0〈x〈0.10，0〈y〈0.10，0.80〈z〈0.90。2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极活性材料，其特征在于，该锂离子电池正极活性材料化学式为LiMn0.05Ni0.05Co0.85Zn0.05PO4。3.一种制备权利要求1或2所述的锂离子电池正极活性材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周霞，
申请(专利权)人：周霞，
类型：发明
国别省市：江苏,32