[發明專利]LiAlO2包覆尖晶石錳酸鋰正極材料的制備方法

無效

• 申請號: 201210379357.6
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102903904A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 崔立峰;李奇峰;王輝;楊克濤
• 申請（專利權）人: 江蘇科捷鋰電池有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/13915
• 代理公司: 鎮江京科專利商標代理有限公司 32107
• 代理人: 夏哲華

技術領域

本發明涉及鋰離子電池的制造技術，涉及一種LiAlO₂包覆尖晶石錳酸鋰正極材料的制備方法。

背景技術

尖晶石錳酸鋰LiMn_1.95Cr_0.05O_3.95F_0.05是已知的鋰離子電池正極材料，作為鋰離子電池正極材料，其存在著循環性較差的缺陷，不能滿足高性能鋰電池的需要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種容量高、循環性好的LiAlO₂包覆尖晶石錳酸鋰正極材料的制備方法。

本發明的方法包括以下步驟：

a.以電解二氧化錳、碳酸鋰、三氧化二鉻為原料，按摩爾比Li/Mn=0.51、Cr/Mn=0.026比例配料并破碎、混合；

b.將混好的原料置于空氣氣氛燒結爐內，先在600℃預燒5-6h、在750℃燒10-20h后隨爐降溫；粉碎、過篩二次混合；

c.將二次混合后的料置于空氣氣氛燒結爐內，以1℃~5℃/min的升溫速率升到800-1000℃，保溫10-20h；

d.將得到的二次燒結品與氟化鋰按摩爾比為1:0.05的比例配料并破碎、混合；

e.將步驟d得到的混合物置于空氣氣氛燒結爐內，在700-900℃之間，保溫5-10h后隨爐降溫，得到LiMn_1.95Cr_0.05O_3.95F_0.05；

f.配置濃度為0.2mol/L的單水氫氧化鋰和異丙醇鋁的混合水溶液，加入步驟e所得的產物攪拌混合，然后將混合物在120℃下干燥8－12h后置于空氣氣氛燒結爐內在600℃下保溫4－6h，得到最終產物LiAlO₂包覆的LiMn_1.95Cr_0.05O_3.95F_0.05；使最終產物中包覆層的質量含量為3%－5%。

本發明通過對尖晶石錳酸鋰正極材料的包覆改性，有效提高了正極材料的容量和循環性能。

具體實施方式

本發明方法的實施例如下：

1、將電解二氧化錳、碳酸鋰、三氧化二鉻按摩爾比Li/Mn=0.51、Cr/Mn=0.026比例經三維混合機混合，混合頻率為35Hz、混合時間為3-6h。

2、將已混好的原料置于空氣氣氛燒結爐內，先在600℃預燒6h、在750℃燒10-20h后隨爐降溫。粉碎、過篩后按球：料=0.5:1在三維混合機上混合1-2h。

3、將二次混合后的料置于空氣氣氛燒結爐內，以1℃~5℃/min的升溫速率升到800-1000℃，保溫10-20h；

4、將得到的二次燒結品與氟化鋰按摩爾比為1:0.05的比例經三維混合機混合，混合頻率為35Hz、混合時間為3-6h。

5、將步驟4得到的混合物置于空氣氣氛燒結爐內，在700-900℃之間，保溫5-10h后隨爐降溫。得到LiMn_1.95Cr_0.05O_3.95F_0.05

6、配置濃度為0.2mol/L的單水氫氧化鋰和異丙醇鋁的混合水溶液，在50℃下攪拌1h后，加入步驟5所得的產物攪拌混合0.5h，然后將混合物在120℃下干燥10h后置于空氣氣氛燒結爐內在600℃下保溫5h。最終產物中包覆層的質量量為3%－5%。

上述實施例獲得的正極材料測試數據如下：

1.首次放電容量≥100mAh/g

2.常溫下，全電池循環100次后容量保持率＞90%；

3.高溫55℃下，全電池循環100次后容量保持率＞80%。