[發明專利]一種鋰離子電池正極材料及其制備方法和一種鋰離子電池

有效

• 申請號: 201110444329.3
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN103187563A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 李昕洋
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，尤其涉及一種鋰離子電池正極材料及其制備方法和一種鋰離子電池。?

背景技術

鋰離子電池以其能量高、無污染等優點，越來越廣泛地用于移動電話、數碼相機等便攜電子產品中，同時也作為汽車、空間站等大型設備的后備能源，隨著其廣泛的應用，對其各項性能的要求也不斷提高。?

活性材料的開發改進是現有技術研究的重點和難點，現有廣泛使用的正極活性材料一般有LiCoO₂等Co系活性材料，但Co有毒，對環境造成了一定的污染，同時隨著資源的消耗，價格也越來越昂貴，且LiCoO₂在Li離子脫出時結構為Li1-xCoO₂，當x>0.5時，其結構會發生不可逆變化，循環性能降低明顯。同時現有LiCoO₂的實際使用比容量也較低，只有約150?mAh/g，較理論比容量約280mAh/g有較大差距，也不能得到高容量電池。?

現有有廣泛研究采用價格低、毒性小的Ni、Mn系材料作為鋰離子電池的活性材料，特別是性能優良的均具有層狀結構Li₂MnO₃與LiMO₂的復合固溶體材料?xLi₂MnO₃yLiMO₂，由于Li₂MnO₃與LiMO₂易于形成結構互溶的固溶體材料，Li₂MnO₃中的Li、Mn混排層就均勻的分布在LiMO₂當中，混排層中的Mn為+4價，在充放電過程中保持價態不變，起到結構支撐作用，使LiMO₂的容量更接近與理論容量，能制備高容量的電池，xLi₂MnO₃yLiMO₂材料性能優異，可逆比容量>250mAh/g，0.3C放電容量>220mAh/g，1C放電容量>190mAh/g。但是xLi₂MnO₃yLiMO₂材料的首次充放電效率比較低，一般在60-80%，影響了xLi₂MnO₃yLiMO₂材料的實際應用。?

現有有公開采用高容量的Li[Li_0.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13]O₂-V₂O₅復合材料作為電池的正極活性材料，其首次充放電效率得到一定的提高，其采用的是將V₂O₅與Li[Li_0.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13]O₂材料球磨混合，為簡單混合或包覆，V₂O₅并未充分發揮其作用，致使循環壽命，正極材料的首次充放電效率并未明顯提高，首次效率改善未達到理想效果。?

發明內容

本發明為了解決現有技術高容量高倍率的鋰離子電池正極材料的首次充放電效率沒有達到理想要求的問題，提供一種容量較高、循環性能較好且首次充放電效率較高的鋰離子電池正極材料及其制備方法。?

本發明的第一個目的是提供一種鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟：?

A、將含有Mn²⁺、金屬M陽離子的水溶液，攪拌狀態下與水溶性碳酸鹽溶液混合，待沉淀完全，烘干得xLi₂MnO₃yLiMO₂前驅體；

B、將xLi₂MnO₃yLiMO₂前驅體與釩酸鹽溶液混合得混合懸濁液；

C、在混合懸濁液中加入絮凝劑，攪拌至絮凝狀態，烘干，得復合前驅體；

D、將復合前驅體和鋰鹽混合，預燒結后在氧氣氛圍中繼續燒結，得鋰離子電池正極材料；