一种高倍率富锂正极材料的改性方法技术

技术编号：3848970 阅读：693 留言：0更新日期：2012-04-11 18:40

本发明专利技术属于锂离子电池正极材料和电化学领域。高容量和循环性能稳定的富锂材料无法满足高功率锂离子电池快速充放电的要求。表面改性的富锂材料包括包覆层ＭｎＯ↓［２］和主相Ｌｉ［Ｎｉ↓［ｘ］Ｌｉ↓［１／３－２ｘ／３］Ｍｎ↓［２／３－ｘ／３］］Ｏ↓［２］（１／５≤ｘ≤１／３），两者质量比为０－６％，该制备方法如下：将得到的富锂正极材料Ｌｉ［Ｎｉ↓［０．２］Ｌｉ↓［０．２］Ｍｎ↓［０．６］］Ｏ↓［２］分散在０．１９４－１．１７ｇ／Ｌ的ＭｎＳＯ↓［４］溶液中超声１ｈ，然后强烈搅拌２ｈ，然后将０．１２２－０．７３１／Ｌ的Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］溶液通过蠕动泵滴入到强烈搅拌的ＭｎＳＯ↓［４］溶液中，滴完后将溶液过滤，在１２０℃烘干，然后再在３００－５００℃烧结４－８ｈ，即得表面改性的Ｌｉ［Ｎｉ↓［ｘ］Ｌｉ↓［１／３－２ｘ／３］Ｍｎ↓［２／３－ｘ／３］］Ｏ↓［２］（１／５≤ｘ≤１／３）。本发明专利技术降低了富锂材料的首次不可逆容量损失，极大改善了高倍率下的循环性能，能满足高功率锂离子电池要求。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高倍率性能富锂正极材料的一种表面改性方法，属于锂离子电池正极材料和电化学领域。
技术介绍
目前商业化的正极材料LiCo02容量相对较低，对电池容量有较高要求的3G电子产品和电动汽车的市场化带来一定的困难，近年来具有较高电压和较高容量的富锂正极材料引起广泛关注。富锂正极材料主要是层状材料Li2Mn03与LiM02(M-Ni, Co, Fe, Cr)形成的固溶体xLi2Mn03<l-x)LiM02 ，也可以写作 LiC)2。 Li02具有和LiCo02相似的理想层状结构，在M层中Li和Mn的个数比为1:2, Li和^112/3]交替占据八面体位置。固溶体正极材Li02具有oc-NaFe02层状构型，属于六方晶系，R-3m空间群，Li占据3a，过渡金属Ni和Mn占据3b位。锂离子电池富锂正极材料Li02(l/5《X《1/3)和商用的LiCo02相比具有更高的可逆容量(250mAh/g)，并且充放电的过程中表现出较好的循环稳定性。但是较差的倍率性能严重阻碍了其大规模的应用。虽然，JO^等人采用水热方法合成出了高倍率性能的Li,O2和Li0.93O2纳米线和纳米片，但是非常苛刻的实验条件使其很难进行工业化大规模的生产。寻找一种制备富锂正极材料的方法，使富锂正极材料具有较好的可逆容量和倍率性能，并且适合大规模工业生产，成为目前研究的趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高锂离子电池富锂正极材料Li02(l/5《X《1/3)的改性方法。用简单的沉淀和热处理的方法在Li02(1/5《X《1/3)的表面包覆Mn02，...

【技术保护点】
一种高倍率富锂正极材料的改性方法，包括如下步骤：　１）按分子式Ｌｉ［Ｎｉ↓［ｘ］Ｌｉ↓［１／３－２ｘ／３］Ｍｎ↓［２／３－ｘ／３］］Ｏ↓［２］（１／５≤ｘ≤１／３）中Ｎｉ、Ｍｎ的比例配制ＮｉＳＯ↓［４］和ＭｎＳＯ↓［４］的混合溶液，阳离子浓度为１－３ｍｏｌ／Ｌ；　２）用蠕动泵将混合溶液和ＬｉＯＨ溶液共同滴加到反应釜中，并控制ｐＨ值在９－１２之间，水浴加热６０℃。反应完毕后，过滤、洗涤，在１２０℃的真空干燥箱内干燥１２ｈ后得到前驱体Ｍ（ＯＨ）↓［２］（Ｍ＝Ｍｎ，Ｎｉ）；　３）将前驱体与ＬｉＯＨ.Ｈ↓［２］Ｏ按分子式Ｌｉ［Ｎｉ↓［ｘ］Ｌｉ↓［１／３－２ｘ／３］Ｍｎ↓［２／３－ｘ／３］］Ｏ↓［２］中的比例混合均匀后，在空气气氛下４５０℃保温６－１０ｈ，在７００－９５０℃下保温１０－２０ｈ，随炉冷却到室温，得到锂离子电池正极材料Ｌｉ［Ｎｉ↓［ｘ］Ｌｉ↓［１／３－２ｘ／３］Ｍｎ↓［２／３－ｘ／３］］Ｏ↓［２］（１／５≤ｘ≤１／３）；　其特征在于：　４）将步骤３）中制得的Ｌｉ［Ｎｉ↓［ｘ］Ｌｉ↓［１／３－２ｘ／３］Ｍｎ↓［２／３－ｘ／３］］Ｏ↓［２］（１／５≤ｘ≤１／３）溶解在浓度为０．１９４－１...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵煜娟，赵春松，孙少瑞，王绥军，夏定国，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]

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