[發明專利]一種核-殼型錳酸鋰復合正極材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210157064.3
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102646826A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 田勇;李輝;胡平;葛宏偉;羅紹華;諸葛福長
• 申請（專利權）人: 甘肅大象能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李富華

1.?一種核-殼型錳酸鋰復合正極材料，其特征在于，該材料具有由核心活性材料和殼層包覆材料組成的球形核-殼結構；所述核心活性材料為球形錳酸鋰，用名義組成式Li_aMn_2-xA_yO_4-zB_δ表示（a、x、y、z和δ為摩爾值），其中0.95≤a≤1.18，0＜x≤0.24，0＜y≤0.24，0＜z≤0.15,?0＜_δ≤0.15；A為Al、Cr、Ni、Co、Y、Sc、La和Ga中的至少一種，?B為F、Cl和S中的至少一種；所述殼層包覆材料為鋁酸鋰LiAlO₂。

2.根據權利要求1所述核-殼型錳酸鋰復合正極材料，其特征在于，所述球形錳酸鋰核心活性材料Li_aMn_2-xA_yO_4-zB_δ在核-殼型錳酸鋰復合正極材料中含量為80-99.9?wt%；所述殼層包覆材料鋁酸鋰LiAlO₂在核-殼型錳酸鋰復合正極材料中含量為0.1-20?wt%。

3.一種核-殼型錳酸鋰復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述核-殼型錳酸鋰復合正極材料通過以下四種方法之一制備：

制備方法一：（1）配制濃度5.0?wt%的聚乙烯醇水溶液；（2）按Li_aMn_2-xA_yO_4-zB_δ計量比稱取鋰源化合物、錳源化合物、A元素的化合物和B元素的化合物，球磨混合均勻，加入去離子水和0.1-25?wt%的聚乙烯醇溶液，配制成固含量45-70?wt%的漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體，（3）將前驅體于650-900℃煅燒8-36h，得到核心活性材料球形錳酸鋰；（4）將殼層包覆材料鋁酸鋰LiAlO₂粉體、去離子水和0.1-5?wt%的聚乙烯醇溶液球磨混合均勻，加入核心活性材料球形錳酸鋰配制成漿料，然后一邊攪拌一邊干燥，（5）干燥物料于450-700℃煅燒4-36h，得到核-殼型錳酸鋰復合正極材料；

制備方法二：（1）配制濃度5.0?wt%的聚乙烯醇水溶液，（2）將錳酸鋰Li_aMn_2-xA_yO_4-zB_δ粉體、去離子水和0.1-25?wt%的聚乙烯醇溶液混合均勻，配制成固含量45-70?wt%的漿料，噴霧造粒得到核心活性材料球形錳酸鋰；（3）將殼層包覆材料鋁酸鋰LiAlO₂粉體、去離子水和0.1-5?wt%的聚乙烯醇溶液球磨混合均勻，加入核心活性材料球形錳酸鋰配制成漿料，然后一邊攪拌一邊干燥；（5）干燥物料于450-700℃煅燒4-36h，得到核-殼型錳酸鋰復合正極材料；

制備方法三：（1）配制濃度5.0?wt%的聚乙烯醇水溶液；（2）按Li_aMn_2-xA_yO_4-zB_δ計量比稱取鋰源化合物、錳源化合物、A元素的化合物和B元素的化合物，球磨混合均勻，加入去離子水和0.1-25?wt%的聚乙烯醇溶液，配制成固含量45-70?wt%的漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體，（3）前驅體于650-900℃煅燒8-36h得到核心活性材料球形錳酸鋰；（4）按LiAlO₂計量比稱取鋰源化合物和鋁源化合物，與去離子水和0.1-5?wt%的聚乙烯醇溶液球磨混合均勻，加入核心活性材料球形錳酸鋰配制成漿料，然后一邊攪拌一邊干燥，（5）干燥物料于450-900℃煅燒4-36h，得到核-殼型錳酸鋰復合正極材料；

制備方法四：（1）配制濃度5.0?wt%的聚乙烯醇水溶液，（2）按Li_aMn_2-xA_yO_4-zB_δ計量比稱取鋰源化合物、錳源化合物、A元素的化合物和B元素的化合物，球磨混合均勻，加入去離子水和0.1-25?wt%的聚乙烯醇溶液，配制成固含量45-70?wt%的漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體，（3）按LiAlO₂計量比稱取鋰源化合物和鋁源化合物，與去離子水和0.1-5?wt%的聚乙烯醇溶液球磨混合均勻，加入球形錳酸鋰前驅體配制成漿料，然后一邊攪拌一邊干燥，（4）干燥物料于450-900℃煅燒8-36h，得到核-殼型錳酸鋰復合正極材料。