[發明專利]一種富鋰正極材料的溶液式熔鹽制備方法

無效

• 申請號: 201210199205.8
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102709547A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 姜濤;張克金;陳慧明;張斌;趙中令;王丹
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王薇

技術領域

????本發明涉及一種富鋰正極材料的溶液式熔鹽制備方法，特別涉及到一種具有高容量和高電壓的富鋰層狀錳基材料的制備方法，屬于鋰離子電池材料技術領域。?

背景技術

鋰離子電池自商業化以來，已經在便攜式電子產品、新能源汽車、儲能等領域得到了廣泛的推廣和應用。在鋰離子電池正極材料、負極材料、隔膜和電解液四大關鍵領域中，正極材料最為重要。最早的鋰離子電池正極材料為LiCoO₂，但該材料由于價格比較昂貴，對環境污染比較嚴重，逐漸被LiMn₂O₄材料所取代。LiMn₂O₄材料低溫性能比較優異，而且價格比較便宜，在一段時間內得到了大量應用。但是，該材料高溫性能并不優秀，且Mn元素極易溶解在電解液中，導致材料的循環性能下降，限制了它大規模的應用。

LiFePO₄材料是最近發展非常迅速的一種正極材料，該材料由于具有循環性能好、對環境無污染、安全性能高等優點，被認為是最有前途的鋰離子動力電池正極材料。然而，LiFePO₄的專利問題大大地限制了該材料在我國的應用，而且該材料工作電壓僅為3.2V，使得以其作為正極材料的鋰離子電池的能量密度不能充分提高，無法滿足鋰離子動力電池對正極材料高能量密度的要求。

層狀結構的富鋰材料xLi₂MnO₃???(1-x)LiMO₂?(M=Co、Ni_1/2Mn_1/2、Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)是一種具有高電壓和高容量的正極材料，近年來受到了國內外研究學者的廣泛關注。該材料是由具有層狀結構的Li₂MnO₃?材料和LiMO₂?(M=Co、Ni、Mn)材料所組成的固溶體，具有特殊的充放電機制。xLi₂MnO₃???(1-x)LiMO₂?(M=Co、Ni_1/2Mn_1/2、Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)材料的實際放電容量可達250mAhg^-1以上，屬于具有較高比容量正極材料之一。

富鋰材料xLi₂MnO₃???(1-x)LiMO₂?(M=Co、Ni_1/2Mn_1/2、Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)目前存在的問題是循環性能并不優異，且合成方法多為價格比較昂貴的溶膠凝膠法，不利于節約成本。為此，本專利提供了一種新的溶液式熔鹽合成法，該方法所合成的材料尺寸均一，無團聚現象，有利于提高xLi₂MnO₃???(1-x)LiMO₂?(M=Co、Ni_1/2Mn_1/2、Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)材料的電化學性能。

檢索專利，還沒有發現采用溶液式熔鹽法來制備這類富鋰層狀錳基正極材料xLi₂MnO₃???(1-x)LiMO₂?(M=Co、Ni_1/2Mn_1/2、Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)的相關專利。

發明內容