[發(fā)明專利]一種正極材料的表面包覆方法

無效

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• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN103000899A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 袁學遠
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于鋰離子電池領域，尤其涉及一種正極材料的表面包覆方法。

背景技術

鋰離子電池自上世紀九十年代問世以來，由于其高能量密度，高功率密度及良好的循環(huán)性能而廣泛應用于各類便攜式電子產品領域。隨著全球經濟的蓬勃發(fā)展，能源問題已經相當突出，因此汽車動力電池對鋰離子電池的需求已經十分緊迫。

正極材料是決定鋰離子電池性能的關鍵材料之一。目前商用最多的正極材料是LiCoO₂，但由于LiCoO₂中Co資源短缺、價格昂貴，具有毒性，且對環(huán)境存在一定的污染，因此無法滿足大型動力電池的要求。LiMn₂O₄雖然成本低廉且對環(huán)境友好，但該材料循環(huán)性能較差，Mn²⁺的溶出會導致電池出現(xiàn)安全問題。從1997年開始，John?B?Goodenough等研究小組報道了LiMPO₄（M=Fe，Mn，Co，Ni）鋰離子電池正極材料，然而LiFePO₄材料的電子電導率及能量密度較低，難以滿足新一代大容量鋰離子二次電池的需要，且在過充電時LiFePO₄中的Fe也會溶出沉積在負極表面造成電池阻抗增大，影響電池的循環(huán)性能及安全性。

從2000年開始，現(xiàn)有技術中開始尋求采用溶膠凝膠法或固相包覆法將無機物包覆于正極材料表面，以提高電池的安全性能和循環(huán)性能。但是，一方面，溶膠凝膠法、固相包覆法難以在正極材料表面形成致密包覆層，使得電池的安全性能和循環(huán)性能仍然不能滿足要求；另一方面現(xiàn)有技術中包覆步驟繁瑣，工藝復雜。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術中存在的正極材料表面難以形成致密的無機包覆層，且包覆步驟繁瑣的技術問題。

本發(fā)明提供了一種正極材料的表面包覆方法，包括以下步驟：

A、配制含有納米無機包覆材料的懸浮液，調節(jié)懸浮液的pH值至正極材料的等電點pl₁和納米無機包覆材料的等電點pl₂之間，且pH≠pl₁，pH≠pl₂；

B、在步驟A的體系中加入正極材料，攪拌后將粉體過濾，干燥后熱處理，得到表面包覆有納米無機包覆材料的正極材料。

本發(fā)明提供的正極材料的表面包覆方法中，通過調節(jié)體系的pH值，使pH值位于正極材料的等電點pl₁與納米無機包覆材料的等電點pl₂之間，且pH≠pl₁，pH≠pl₂，因此體系中等電點較低的顆粒釋放質子，表面帶負電，而等電點較高的顆粒質子化，表面帶正電，因此通過顆粒之間的靜電吸附力，從而納米無機包覆材料以靜電自組裝的方式均勻包覆于正極材料表面，在正極材料表面形成致密的包覆層，從而有效提高采用該包覆后的正極材料的鋰離子電池的安全性能和循環(huán)性能。本發(fā)明中，僅通過調節(jié)體系pH值，即可實現(xiàn)納米無機包覆材料致密包覆于正極材料表面，工藝簡單，易于實施。????

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種正極材料的表面包覆方法，包括以下步驟：

A、配制含有納米無機包覆材料的懸浮液，調節(jié)懸浮液的pH值至正極材料的等電點pl₁和納米無機包覆材料的等電點pl₂之間，且pH≠pl₁，pH≠pl₂；

B、在步驟A的體系中加入正極材料，攪拌后將粉體過濾，干燥后熱處理，得到表面包覆有納米無機包覆材料的正極材料。

本發(fā)明提供的正極材料的表面包覆方法中，通過調節(jié)體系的pH值，使pH值位于正極材料的等電點pl₁與納米無機包覆材料的等電點pl₂之間，且pH≠pl₁，pH≠pl₂，因此體系中等電點較低的顆粒釋放質子，表面帶負電，而等電點較高的顆粒質子化，表面帶正電，因此通過顆粒之間的靜電吸附力，從而納米無機包覆材料以靜電自組裝的方式均勻包覆于正極材料表面，在正極材料表面形成致密的包覆層，從而有效提高采用該包覆后的正極材料的鋰離子電池的安全性能和循環(huán)性能。本發(fā)明中，僅通過調節(jié)體系pH值，即可實現(xiàn)納米無機包覆材料致密包覆于正極材料表面，工藝簡單，易于實施。

本發(fā)明中，正極材料、納米無機包覆材料的等電點的測試均通過Zeta電位儀測定。