[發明專利]表面改性的鋰離子電池高鎳正極活性材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210359842.7
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102832389A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 黃承煥;周友元;周新東;周耀;李廈
• 申請（專利權）人: 湖南長遠鋰科有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/505;H01M4/62;H01M4/131;B82Y30/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 楊斌

1.一種表面改性的鋰離子電池高鎳正極活性材料，其基體物質為高鎳正極活性材料LiNi_xCo_yM_zO₂，其中0.6≤x≤1，0≤y≤0.4，0≤z≤0.4且x+y+z=1，M為Mn、Al、Mg、Ti中的一種或幾種；其特征在于：所述基體物質的表面均勻包覆鋰離子導體化合物，所述鋰離子導體化合物包括LiAlO₂、Li₄Ti₅O₂₄、Li₂ZrO₃中的一種或多種；所述表面改性的鋰離子電池高鎳正極活性材料中總雜質鋰的質量含量在0.085%以下。

2.根據權利要求1所述的表面改性的鋰離子電池高鎳正極活性材料，其特征在于：所述雜質鋰鹽是指以Li₂CO₃和/或LiOH為主要成分的堿性雜質。

3.一種如權利要求1或2所述的表面改性的鋰離子電池高鎳正極活性材料的制備方法，包括以下步驟：將所述基體物質與含鋁有機溶液、含鈦有機溶液或含鋁/鈦/鋯的有機懸浮液混合，干燥；將干燥后的混合物再進行煅燒，使基體物質表面的雜質鋰鹽充分參與反應，最后在基體物質表面生成鋰離子導體化合物，得到表面改性的鋰離子電池高鎳正極活性材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述含鋁有機溶液為異丙醇鋁與有機溶劑的混合物，所述含鈦有機溶液為鈦酸四丁酯與有機溶劑的混合物，所述含鋁/鈦/鋯的有機懸浮液為鋁的氧化物、鈦的氧化物、鋯的氧化物、鋁的氫氧化物、鈦的氫氧化物、鋯的氫氧化物中的至少一種與有機溶劑的混合物。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述鋁的氧化物為納米Al₂O₃，所述鈦的氧化物為納米TiO₂，所述鋯的氧化物為納米ZrO₂，所述鋁的氫氧化物為納米Al(OH)₃，所述納米Al₂O₃、納米TiO₂、納米ZrO₂、納米Al(OH)₃的平均粒徑均為1nm～250nm。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述異丙醇鋁或鈦酸四丁酯的添加量與所述基體物質表面的雜質鋰鹽中的鋰的摩爾比為（0.5～1.5）∶1；所述納米Al₂O₃、納米TiO₂、納米ZrO₂、納米Al(OH)₃的添加量與所述基體物質表面的雜質鋰鹽中的鋰的摩爾比為（0.25～2）∶1。

7.根據權利要求4或5或6所述的制備方法，其特征在于：所述有機溶劑為乙醇、丙醇、丙酮或異丙醇，所述有機溶劑的添加量與所述基體物質用量的質量比（0.5～3）∶1。

8.根據權利要求3～6中任一項所述的制備方法，其特征在于：所述基體物質表面的總雜質鋰的含量為0.09%～0.80%。

9.根據權利要求3～6中任一項所述的制備方法，其特征在于：所述煅燒過程包括加熱升溫階段和保溫階段，所述加熱升溫階段的升溫速率為1℃/min～10℃/min，所述保溫階段的溫度控制在500℃～800℃，保溫時間控制在0.5h～15h；所述煅燒過程中保持氧氣氣氛或者含氧空氣氣氛。