一种锂电正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂电正极材料及其制备方法，属于锂电正极材料技术领域。该方法包括以下步骤：于低于

A lithium cathode material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种锂电正极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电正极材料
，具体而言，涉及一种锂电正极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂电材料的性能，除了由其组成元素和结构本性决定之外，其表界面也对其电化学性能有着至关重要的影响。例如LiMn2O4材料虽然具有成本低廉、结构稳定、低温性能好等优点，但存在高温循环性能衰减的问题实则就是材料表面与电解液持续的副反应引发。通过对进行表面球形化、大单晶化、表面包覆等措施可减少LiMn2O4材料表面与电解液的直接接触面积，实现LiMn2O4材料的商业化应用。
[0003]目前，通过包覆对锂电材料进行表界面改善的方法主要有物理和化学包覆两种策略，且考虑到实际的工艺可行性，主要以“活性材料+纳米粉体包覆物”通过“机械融合/混合+热处理”的方式为主，这种包覆具有工艺简单的特点，但实际对材料表界面的包覆效果并不理想。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种锂电正极材料的制备方法，该方法可对材料表界面同时具有良好的包覆效果。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种由上述制备方法制备而得的锂电正极材料。
[0007]本申请可这样实现：第一方面，本申请提供一种锂电正极材料的制备方法，包括以下步骤：于低于
‑
10℃的密闭容器内，将七氧化二锰固体与用于制备锂电正极材料的活性材料混合，随后将七氧化二锰固体升华成气体，再将七氧化二锰气体凝华成固体并继续混合。
[0008]在可选的实施方式中，活性材料包括锰酸锂材料、富锂锰材料和三元材料中的至少一种。
[0009]在可选的实施方式中，七氧化二锰固体与活性材料的摩尔比为0.1
‑
1:100。
[0010]在可选的实施方式中，继续混合时间为25
‑
35min。
[0011]在可选的实施方式中，将七氧化二锰固体升华成气体的方式包括调节密闭容器内的温度和/或调节密闭容器的压力。
[0012]在可选的实施方式中，调节压力时，将密闭容器内的压力降低至0.01
‑
0.08MPa。
[0013]在可选的实施方式中，将七氧化二锰气体凝华成固体的方式包括调节密闭容器内的温度。
[0014]在可选的实施方式中，调节温度时，将密闭容器内的温度调节至0
‑
5℃。
[0015]在可选的实施方式中，在振动条件下调节密闭容器内的温度至0
‑
5℃。
[0016]在可选的实施方式中，振幅为1
‑
3mm，振动频率为20
‑
40Hz。
[0017]在可选的实施方式中，在七氧化二锰气体凝华成固体并继续混合25
‑
35min后，还包括：将密闭容器内的温度调节至120
‑
180℃继续混合25
‑
35min。
[0018]在可选的实施方式中，温度调节至120
‑
180℃后的混合过程是于振动条件下进行。
[0019]在可选的实施方式中，温度调节至120
‑
180℃后的混合过程中的振幅为1
‑
3mm，振动频率为20
‑
40Hz。
[0020]在可选的实施方式中，温度调节至120
‑
180℃混合以后，将密闭容器恢复至常压，冷却。
[0021]在可选的实施方式中，还包括在冷却后，于不高于600℃的条件下进行不长于5h的热处理。
[0022]在可选的实施方式中，热处理温度为300
‑
600℃。
[0023]第二方面，本申请提供一种锂电正极材料，经前述实施方式任一项的制备方法制备而得。
[0024]本申请的有益效果包括：本申请通过将七氧化二锰先以升华再凝华的方式，先使七氧化二锰升华成气态，均匀分布于密闭容器内，使得待包覆的活性材料笼罩和分布于填充有七氧化二锰气体的氛围下，此条件下，七氧化二锰气体能够分布于待包覆活性材料的所有表面（也即待包覆活性材料的各个位置的表面均暴露于充满气态的七氧化二锰的氛围下），随后再凝华，使其与待包覆活性材料的表面发生氧化还原反应，实现包覆物对待包覆材料表面和界面的全面均匀化学包覆（包覆牢固强度好），且在包覆的同时提高了活性材料表面过渡金属的氧化态，提升材料性能（如高温循环性能）。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0026]图1为实施例1所得的包覆材料的表面10000倍SEM电镜扫描图；图2为实施例2所得的包覆材料的表面10000倍SEM电镜扫描图；图3为实施例3所得的包覆材料的表面10000倍SEM电镜扫描图；图4为对比例1所得的包覆材料的表面10000倍SEM电镜扫描图；图5为对比例2所得的包覆材料的表面10000倍SEM电镜扫描图；图6为对比例3所得的包覆材料的表面10000倍SEM电镜扫描图；图7为对比例4所得的包覆材料的表面10000倍SEM电镜扫描图；图8为对比例5所得的包覆材料的表面10000倍SEM电镜扫描图；图9为对比例6所得的包覆材料的表面10000倍SEM电镜扫描图；图10为对比例7所得的包覆材料的表面10000倍SEM电镜扫描图；图11为实施例2所得的包覆材料的表面EDX能谱图；图12为实施例3所得的包覆材料的表面EDX能谱图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0028]下面对本申请提供的锂电正极材料及其制备方法进行具体说明。
[0029]本申请提出一种锂电正极材料的制备方法，包括以下步骤：于低于
‑
10℃的密闭容器内，将七氧化二锰固体与用于制备锂电正极材料的活性材料混合，随后将七氧化二锰固体升华成气体，再将七氧化二锰气体凝华成固体并继续混合25
‑
35min。
[0030]其中，活性材料示例性但非限制性地可包括锰酸锂材料、富锂锰材料和三元材料中的至少一种。
[0031]可参考地，锰酸锂材料的分子式可以为LiM
x
Mn2‑
x
O4(0≤x≤0.6,M代表任意金属元素)，富锂锰材料的分子式可以为xLi2MnO3·
(1
‑
x)LiMO2(其中0≤x≤1，M=Ni、Co、Fe、Cr中的一种或几种)，三元材料的分子式可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：于低于
‑
10℃的密闭容器内，将七氧化二锰固体与用于制备锂电正极材料的活性材料混合，随后将所述七氧化二锰固体升华成气体，再将七氧化二锰气体凝华成固体并继续混合；优选地，所述活性材料包括锰酸锂材料、富锂锰材料和三元材料中的至少一种；优选地，所述七氧化二锰固体与所述活性材料的摩尔比为0.1
‑
1:100；优选地，继续混合时间为25
‑
35min。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述七氧化二锰固体升华成气体的方式包括调节所述密闭容器内的温度和/或调节所述密闭容器的压力；优选地，调节压力时，将所述密闭容器内的压力降低至0.01
‑
0.08MPa。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述七氧化二锰气体凝华成固体的方式包括调节所述密闭容器内的温度；优选地，调节温度时，将所述密闭容器内的温度调节至0
‑
5℃。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在振动条件下调节所述密闭容器内的温度至0
‑
5℃。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，振幅为1
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：范未峰，张珏，雷英，张彬，王政强，张郑，
申请(专利权)人：宜宾锂宝新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：