[發(fā)明專利]一種對鋰離子電池材料進行表面金屬納米粒子包覆改性的處理方法

無效

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• 申請日: 2011-12-17
• 公開（公告）號: CN102437316A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉大軍;王倩
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/1397
• 分類號: H01M4/1397;H01M4/1391
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對對鋰離子電池材料進行表面金屬納米粒子包覆改性的處理方法，屬能源材料與技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

鋰離子電池是自上個世紀九十年代以來繼鎳氫電池之后的新一代綠色二次電池。由于鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、自放電小、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點，已日漸成為高檔電子消費品首選的化學(xué)電源，并已經(jīng)滲透到航空航天、軍事等尖端技術(shù)領(lǐng)域。作為新世紀的理想能源，鋰離子電池引起了全世界的重視，而作為鋰離子電池發(fā)展的關(guān)鍵材料，鋰離子電池電池材料就顯得更為重要。

針對鋰離子電池電池材料的改性方法主要有體相摻雜和表面包覆。鋰離子電池電池材料通常通過表面包覆碳材料在一定程度上提高其導(dǎo)電性，但由于碳的質(zhì)量輕、體積大，包覆后降低了材料的實際密度，不利于電池體積比容量的提高。鋰離子電池電池材料同樣也可以通過金屬離子的摻雜提高其導(dǎo)電性，但摻雜量對材料的性能影響很大，要求十分嚴格，摻雜的均勻性和穩(wěn)定性很難控制。

文獻Mater.?Lett.,?2005,?59,?2361-2365；Electrochem?Solid?State?Lett,?2002,?5,?A47-A50；J.?Power?Source,?2004,?129,?90-95和Solid?State?Commun.,?2004,?129,?311-314等均表明用金屬納米粒子對電池材料進行包覆是提高鋰離子電池電池材料電子電導(dǎo)的一種新穎的方法，而表面包覆的金屬納米粒子幾乎不影響實際密度，因此這一改性方法以其可改善電池材料導(dǎo)電性和循環(huán)穩(wěn)定性的優(yōu)點受到越來越廣泛的重視。然而傳統(tǒng)的金屬粒子表面包覆的主要方法有溶膠-凝膠法和共沉淀法等。這些方法都具有工藝復(fù)雜、反應(yīng)時間長的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的是提供一種對鋰離子電池材料進行表面金屬納米粒子包覆改性的處理方法，可使鋰離子電池材料的電化學(xué)性能得到較大改善。

為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

對鋰離子電池材料進行表面金屬納米粒子包覆改性的處理方法，其特征在于步驟為：

A、旋涂工序：將預(yù)先制備好的鋰離子電池材料的分散液旋涂于銅片上，涂覆密度為0.004?g/cm²-0.4?g/cm²；

B、溶液配制工序：室溫下將金屬鹽配制成為0.001?mol/L-0.01?mol/L的溶液，在溶液配制工序中加入二價銅鹽或者二價鈷鹽，其濃度為0.0005?mol/L-0.01?mol/L；

C、制備復(fù)合材料：將上述旋涂好的銅片置于步驟B配好的溶液中，室溫下浸泡1-30分鐘；

D、洗滌：取出銅片，將銅片上的粉末用超聲的方法分散在去離子水中，洗滌液進行重復(fù)使用，洗滌完后回收洗滌溶液；

E、干燥：調(diào)整洗滌溶液固含量至20-70%，對其進行噴霧干燥得到金屬納米粒子包覆的鋰離子電池材料。

所述的對鋰離子電池材料進行表面金屬納米粒子包覆改性的處理方法，其特征在于：所述的銅片可采用鋅片代替。

所述的對鋰離子電池材料進行表面金屬納米粒子包覆改性的處理方法，其特征在于：所述的鋰離子電池材料為LiCoO₂，?LiNiO₂，LiMn₂O₄，LiFePO₄，LiNi_1-xCo_xO₂（x<1），LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂，LiNi_1-xM_xO₂或Li₄Ti₅O₁₂，M為摻雜金屬，x<1。

所述的對鋰離子電池材料進行表面金屬納米粒子包覆改性的處理方法，其特征在于：所述的步驟A中的分散液選擇為無水乙醇、乙二醇、丙酮等有機易揮發(fā)溶劑中的一種或者多種混合物，優(yōu)選為無水乙醇。