本发明专利技术公开了一种复合物、锂离子电池正极材料ＬｉＣｏＯ↓［２］的改性包覆方法及电池，所述复合物是在ＬｉＣｏＯ↓［２］粉末材料表面包覆有导电玻璃层。所述锂离子电池正极材料ＬｉＣｏＯ↓［２］的改性包覆方法，包括如下步骤：１）将ＬｉＣｏＯ↓［２］粉末与能够在ＬｉＣｏＯ↓［２］的表面生成氧化物或导电玻璃表面包覆层的溶液混合搅拌；２）在进行步骤１）时或者在进行步骤１）之后，还加入有机高分子材料溶液；３）将上述混合物经除水、烘烤、煅烧后得到表面经包覆处理的ＬｉＣｏＯ↓［２］。所述电池包括由上述锂离子电池正极材料制成的正极片。本发明专利技术有益的技术效果在于：在ＬｉＣｏＯ↓［２］正极材料的包覆修饰过程中加入有机高分子材料，不仅能够分散被包覆材料，还起到黏合剂的作用，使得用于包覆的氧化物、导电玻璃粒子等能够均匀地分散于溶液中并均匀地包覆于ＬｉＣｏＯ↓［２］正极材料粒子表面上，在提高ＬｉＣｏＯ↓［２］粒子热稳定性的同时仍保留其良好的加工行为。
【技术实现步骤摘要】
一种复合物、锂离子电池正极材料LiCoO2的改性包覆方法及电池
本专利技术涉及材料化学领域及高能电池技术，具体涉及一种复合物、锂离子电池正极材料LiCoO2的改性包覆方法及采用该方法制得的电池。
技术介绍
以可嵌入和脱出锂离子的石墨类碳材料作负极，过渡氧化物作正极，并采用非水有机溶剂锂盐溶液作电解液的可充锂离子电池是数字时代移动电话和便携式电子产品，如：笔记本电脑、PDA、数码摄相机、数码相机以及电动工具等的主要电源，具有能量密度大、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应和高环保等特点。目前，锂离子电池已发展为年销售额近30亿之多的产业。尽管行业已具有如此大的规模，但就其产品来说仍存在许多亟待改进的问题，如电池安全性能等。众所周知，商品锂离子电池一直用钴酸锂LiCoO2作电池的正极材料。LiMn2O4和LiNi1-xCoxO2仍有严重缺陷，尚不能取代LiCoO2。LiCoO2虽然加工行为好、比容量大、循环性能优良，是综合性能十分优良的正极材料，但在充电态下4价钴(CoO2)具有十分强的氧化性，并且其氧化力随脱锂程度增高而增强。所以许多与LiCoO2有关的事故时有报导(参见Laptop Batteries Are Linked to Fire Risk，New York Times，March 15，2001；US Consumer ProductSafety Commission)。其主要原因是当过充时LiCoO2正极会同电解质发生猛烈的放热反应。为了消除这种危险性，人们已进行各种努力，并提出用各种氧化物(如Al2O3、ZrO2、TiO2、SnO2、MgO)涂层包覆LiCoO2阴极材料粒子表面，以改善LiCoO2热稳定性的方法(见Ho-Jin Kweon et al，Journal of Power Source 126(2004)156-162)。Cho等提出用盐纳米涂层(如AlPO4)进行包覆(J.Cho et al Angew.(Chem.Int.Ed.42(2003)1618))。然而这些氧化物和盐大多为绝缘膜，用它们包覆经常导致包覆后正极材料的比容量下降。此外，更为严重的是包覆后活性物质的颗粒大小及其表面发生了很大改变，浆料加工行为变劣，很难加工制造电极。所以，发展新的包覆方法改进正极的热稳定性是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种在提高LiCoO2粒子热稳定性的同时仍使其具有良好加工行为的改性包覆方法，以及一种正极具有良好热稳定性的锂离子电池。为了解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种锂离子电池正极材料LiCoO2的改性包覆方法，包括如下步骤：1)将LiCoO2粉末与能够生成氧化物或导电玻璃表面包覆层的溶液混合搅拌；-->2)在进行步骤1)时或者在进行步骤1)之后，还加入有机高分子材料溶液；3)将上述混合物经除水、烘烤、煅烧后得到表面经包覆处理的LiCoO2。以及，一种锂离子电池，包括正极片，所述正极片由含表面经包覆处理的LiCoO2的正极浆料制成，所述表面经包覆处理的LiCoO2经上述步骤制得。所述有机高分子材料溶液在水溶液涂覆场合可优选聚乙烯醇(PVA)、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯酰胺、聚四氟乙稀(PTFE)、聚丙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶(SBR)、可溶淀粉中的一种或几种的水溶液；在油相浸涂场合，可优选聚偏氟乙烯树脂(PVDF)、偏氟乙烯与六氟丙烯的二元共聚物(VDF-HFP)、低分子量聚丙烯酸酯中的一种或几种有机溶剂。所述有机高分子材料的水溶液的质量百分含量优选0.1％至5％。所述氧化物表面包覆层可以是MgO，B2O3，Al2O3，Fe2O3，SiO2，SnO2，TiO2，ZrO2中的至少一种。所述导电玻璃表面包覆层可以是1)XLi2O·(1-X)B2O3；2)XLi2O·YAl2O3·(1-X-Y)B2O3；3)XLi2O·(1-X)SiO2；4)XLi2O·YAl2O3·(1-X-Y)SiO2； 5)XLiF·(1-X)LiPO3；6)XLiF·(1-X)Al(PO3)3；7)XLiF·YKF·(1-X-Y)Al(PO3)3；8)XLiMn2O4·(1-X)B2O39)XLi2O·YMnO2-x·(1-X-Y)B2O3；10)(100-X)(YLi2S·ZB2S3)·XLixMOy；11)(100-X)(YLi2S·ZGeS2)·XLixMOy；12)(100-X)(YLi2S·ZP2O5)·XLixMOy；13)(100-X)(YLi2S·ZSiS2)·XLixMOy；14)XAgI·YAg2O·(1-X-Y)MxOy；中的任意一种，其中：1)～9)中0.1≤X≤0.9，0≤Y≤(1-X)；10)～13)中0≤X≤0.4，0.1＜Y＜0.9，0＜Z＜(1-Y)，LixMOy＝Li4SiO4，Li3PO4，Li4GeO4，Li3BO3，Li3AlO3，Li3GaO3，Li3InO3；14)中0.1≤X≤0.9，MxOy＝MoO3，SeO3，WO3，P2O5，GeO2。所述除水过程中的加热温度优选40℃至100℃。所述烘烤过程中的烘烤温度优选50℃至120℃。-->所述煅烧过程中的煅烧温度优选220℃至1000℃、煅烧时间为4h至8h。所述煅烧过程可采用多阶段逐步升温的方法煅烧或采用单阶段恒温煅烧法。采用上述技术方案，本专利技术有益的技术效果在于：1)在LiCoO2正极材料的包覆修饰过程中加入有机高分子材料，不仅能够分散被包覆材料，还起到黏合剂的作用，按本专利技术提供的制备方法，用于包覆的氧化物、导电玻璃粒子或相应的元素原材料能够均匀地分散于溶液中并均匀地包覆于LiCoO2正极材料粒子表面上，使得在提高LiCoO2粒子热稳定性的同时仍保留其良好的加工行为；2)使用导电玻璃作为包覆膜，克服了氧化物膜大多为绝缘膜的缺点，避免了由此导致的包覆后正极材料比容量下降的问题；3)采用本专利技术方法包覆后的LiCoO2正极材料制得的锂离子电池与采用未经包覆的LiCoO2正极材料制得的锂离子电池相比，由于电池内部的电化学反应变的缓和没有以前剧烈，而具有更加稳定的充放电性能，而且循环衰减也明显小于未包覆的，并且循环后期电池容量基本保持不变(见实施例二)。本专利技术提供的对LiCoO2的改性包覆方法以及采用该方法制得的电池能有效的改善或弥补LiCoO2材料固有的缺陷，具有良好的应用前景。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，将有助于进一步了解本专利技术的方法及优点，但是实施例仅为理解本专利技术。【附图说明】下面通过实施例并结合附图，对本专利技术作进一步的详细说明：图1a、b分别是实施例一中LiCoO2材料表面包覆前后的SEM图。图2a、b分别是实施例二中采用表面未包覆和表面包覆的LiCoO2材料制得的锂离子电池的充放电曲线图。图3a、b分别是实施例二中采用表面未包覆和表面包覆的LiCoO2材料制得的锂离子电池的循环曲线图。【具体实施方式】实施例一、将LiOH、HBO3、Al(NO3)3按摩尔比为2∶1∶1的比例溶于水中配制1％的溶液，将干燥的100gLiCoO2粉末加入到45g上述溶液里，搅拌20min后再加入1％浓度25万分子量的PEO溶液150g，继续搅拌30min。然后以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合物，其特征在于：在ＬｉＣｏＯ↓［２］粉末材料表面包覆有导电玻璃层。
【技术特征摘要】
1、一种复合物，其特征在于：在LiCoO2粉末材料表面包覆有导电玻璃层。2、根据权利要求1所述的复合物，其特征在于：所述导电玻璃是1)XLi2O·(1-X)B2O3；2)XLi2O·YAl2O3·(1-X-Y)B2O3；3)XLi2O·(1-X)SiO2；4)XLi2O·YAl2O3·(1-X-Y)SiO2；5)XLiF·(1-X)LiPO3；6)XLiF·(1-X)Al(PO3)3；7)XLiF·YKF·(1-X-Y)Al(PO3)3；8)XLiMn2O4·(1-X)B2O3；9)XLi2O·YMnO2-x·(1-X-Y)B2O3；10)(100-X)(YLi2S·ZB2S3)·XLixMOy；11)(100-X)(YLi2S·ZGeS2)·XLixMOy；12)(100-X)(YLi2S·ZP2O5)·XLixMOy；13)(100-X)(YLi2S·ZSiS2)·XLixMOy；14)XAgI·YAg2O·(1-X-Y)MxOy；中的任意一种，其中：1)～9)中0.1≤X≤0.9，0≤Y≤(1-X)；10)～13)中0≤X≤0.4，0.1＜Y＜0.9，0＜Z＜(1-Y)，LixMOy＝Li4SiO4，Li3PO4，Li4GeO4，Li3BO3，Li3AlO3，Li3GaO3，Li3InO3；14)中0.1≤X≤0.9，MxOy＝MoO3，SeO3，WO3，P2O5，GeO2。3、锂离子电池正极材料LiCoO2的改性包覆方法，包括如下步骤：1)将LiCoO2粉末与能够在LiCoO2的表面生成氧化物或导电玻璃表面包覆层的溶液混合搅拌；2)在进行步骤1)时或者在进行步骤1)之后，还加入有机高分子材料溶液；3)将上述混合物经除水、烘烤、煅烧后得到表面经包覆处理的LiCoO2。4、根据权利要求3所述的锂离子电池正极材料LiCoO2的改性包覆方法，其特征在于：所述有机高分子材料溶液是聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、聚四氟乙稀、聚丙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶、可溶淀粉中的一种或几种的水溶液；或者是聚偏氟乙烯树脂、偏氟乙烯与六氟丙烯的二元共聚物、低...
【专利技术属性】
技术研发人员：林云青，张娜，
申请(专利权)人：深圳市比克电池有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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