[發明專利]一種富鋰固溶體正極復合材料及其制備方法、鋰離子電池正極片和鋰離子電池

無效

• 申請號: 201210345356.X
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN103682304A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 陳朝輝
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種富鋰固溶體正極復合材料，其特征在于，所述富鋰固溶體正極復合材料由xLi₂MnO₃·（1-x）MO和包覆在所述xLi₂MnO₃·（1-x）MO表面的LiMePO₄層組成，x＜1，M選自Ni、Co、Mn、Ti和Zr中的一種或幾種，Me選自Co、Ni、V和Mg中的一種或幾種。

2.如權利要求1所述的一種富鋰固溶體正極復合材料，其特征在于，所述LiMePO₄層的厚度為1~10nm。

3.如權利要求1所述的一種富鋰固溶體正極復合材料，其特征在于，所述LiMePO₄中的Me部分包覆在xLi₂MnO₃·（1-x）MO表面，部分嵌入在xLi₂MnO₃·（1-x）MO晶格中。

4.一種富鋰固溶體正極復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取化合物xLi₂MnO₃·(1-x)MO，其中x＜1，M為Ni、Co、Mn、Ti、Zr元素中的一種或幾種的組合；

將磷酸二氫銨、乙醇酸、Me(NO₃)₂和硝酸鋰，按摩爾比為1~3:0.01~0.5:1:1~5的比例進行混合，制得含Me的混合溶液；

按摩爾比為50~100:1的比例將所述xLi₂MnO₃·(1-x)MO加入至所述含Me的混合溶液中并進行超聲分散，將超聲分散后的含Me的混合溶液置于水浴鍋中，在50~100℃的溫度和攪拌條件下烘烤4~24h，將烘烤后的固體產物研磨成粉末狀，隨后放到馬弗爐中350~800℃溫度下退火12~48h，制得由xLi₂MnO₃·（1-x）MO和包覆在所述xLi₂MnO₃·（1-x）MO表面的LiMePO₄層組成的富鋰固溶體正極復合材料，x＜1，M選自Ni、Co、Mn、Ti和Zr中的一種或幾種，Me選自Co、Ni、V和Mg中的一種或幾種。

5.如權利要求4所述的一種富鋰固溶體正極復合材料的制備方法，其特征在于，所述退火條件為450℃溫度下退火24h，制得富鋰固溶體正極復合材料。

6.如權利要求4所述的一種富鋰固溶體正極復合材料的制備方法，其特征在于，所述磷酸二氫銨、乙醇酸、Me(NO₃)₂和硝酸鋰的摩爾比為1:0.05:1:1，Me選自Co、Ni、V和Mg中的一種或幾種。

7.如權利要求4所述的一種富鋰固溶體正極復合材料的制備方法，其特征在于，所述xLi₂MnO₃·(1-x)MO加入至所述含Me的混合溶液的摩爾比為75:1。

8.如權利要求4所述的一種富鋰固溶體正極復合材料的制備方法，其特征在于，所述烘烤為在80℃的溫度和攪拌條件下烘烤12h。

9.一種鋰離子電池正極片，其特征在于，所述鋰離子電池正極片包括集流體和涂布在集流體上的富鋰固溶體正極復合材料，所述富鋰固溶體正極復合材料由xLi₂MnO₃·（1-x）MO和包覆在所述xLi₂MnO₃·（1-x）MO表面的LiMePO₄層組成，x＜1，M選自Ni、Co、Mn、Ti和Zr中的一種或幾種，Me選自Co、Ni、V和Mg中的一種或幾種。

10.一種鋰離子電池，包括鋰離子電池正極片、鋰離子電池負極片、隔膜和電解液，其特征在于，所述鋰離子電池正極片包括集流體和涂布在集流體上的富鋰固溶體正極復合材料，所述富鋰固溶體正極復合材料由xLi₂MnO₃·（1-x）MO和包覆在所述xLi₂MnO₃·（1-x）MO表面的LiMePO₄層組成，x＜1，M選自Ni、Co、Mn、Ti和Zr中的一種或幾種，Me選自Co、Ni、V和Mg中的一種或幾種。