[發明專利]一種包覆有保護層的正極材料

有效

• 申請號: 201110431030.4
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102394299A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 孫文彬;彭慶文;盧志威;劉興江
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/505
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明屬于鋰離子電池高比能富鋰正極材料技術領域，尤其是涉及一種包覆有保護層的正極材料。

背景技術

隨著社會的信息化發展，筆記本電腦、移動通訊工具等便攜式電子產品的日益普及，迫切要求研究人員開發高性能的化學電源，即體積小，質量輕，能量密度高、循環壽命長、安全性能高和無公害的新型綠色電源。而一些傳統的化學電源，如鉛酸電池、鋅錳電池、鎳鎘電池等，不能滿足這些發展的需要。鋰離子電池正是在這種形勢下發展起來的一種新型高能電池，并已成為當今電池行業的研究熱點。LiCoO₂作為較為成熟的鋰離子電極正極材料之一，具有電壓高、能量密度大、循環性能好、自放電小、無記憶效應、工作溫度范圍寬等眾多優點，被認為是在二十一世紀對國民經濟和人民生活具有重要意義的高新技術產品。當然還存在一些其他的電極材料比如LiFePO₄，LiMn₂O₄，LiNiO₂,三元材料等，但他們的容量一般都在200mAh/g以下。現今對電池的比容量有著越來越高的要求，開發一些新的高比能材料在所難免，通過研究發現LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂是一種非常好的高比能富鋰正極材料，其比容量可以達到250mAh/g以上，但是其穩定性，以及循環性能還有待于進一步提高。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供穩定性和循環性能高、包覆效果好的一種高比能富鋰正極材料的包覆方法。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：?

一種包覆有保護層的正極材料，包括粉末狀材料LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂，其特點是：所述LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂包覆有LiNbO₃層。

本發明還可以采用如下技術方案：

所述LiNbO₃包覆LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂的配置材料包括質量比為鋰鹽：Nb源：有機酸=1：2-10：80-400；質量比為鋰鹽+Nb源+有機酸：LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂=1：2-100；配比為鋰鹽、Nb源、有機酸和LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂的總質量：有機溶劑=1g：2-20ml的有機溶劑。

所述鋰鹽為碳酸鋰、氫氧化鋰、醋酸鋰、硝酸鋰或者乙酸鋰中的一種。

所述有機酸檸檬酸、蘋果酸、乙烯酸、乳酸或者酒石酸中的一種。

所述有機溶劑乙醇、乙二醇、異丙醇中的一種。

所述Nb源為五乙氧基鈮。

本發明具有的優點和積極效果是：

1、本發明采用在含有鋰源、有機酸的有機溶液中加入鈮源和富鋰正極材料的LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂，正極材料表面包覆了LiNiO₃，經測試，LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂材料的基體結構沒有改變，只是在其表面形成了保護層，保證LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂原有的的高比能性能下，具有有效阻止電解液與電極材料的接觸，增加材料在充放電過程中的穩定性的功能，使得材料的循環性能得到了明顯提升，進一步提高了材料的電化學性能；

2、本發明采用通過溶膠-凝膠法和高溫煅燒進行LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂表面包覆，得到的包覆層更加均勻、致密，極大的提高了包覆效果。

附圖說明