[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋰離子電池用摻鉻正極復(fù)合材料的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210522039.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103066268A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海錦眾信息科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/485
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/485;H01M4/505
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 劉懿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池電極材料的制備方法，尤其涉及一種鋰離子電池用摻鉻正極復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池作為一種新型的化學(xué)電源，因其輸出電壓高、比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小、安全、無(wú)記憶效應(yīng)和環(huán)境友好已成為當(dāng)前世界各國(guó)在新能源材料領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。

其中正極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵。目前主要的正極材料有：鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰等。但是，隨著技術(shù)的發(fā)展，一些電子器件對(duì)于鋰離子電池的體積容量密度和重量容量密度提出了更高的要求，因此迫切發(fā)展比容量更高的電極材料，因?yàn)殇囯x子電池的容量主要受制于電極材料的比容量。

盡管LiNi_0.5Mn_1.5O₄的成本要要明顯低于LiCoO₂，比容量要高于LiCoO₂，但是還有待于進(jìn)一步的提高；同時(shí)，其循環(huán)性能與LiCoO₂相比要差，也有待于進(jìn)一步的改善。

為了進(jìn)一步改善LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能，不少科研人員對(duì)其進(jìn)行了元素?fù)诫s或表面改性處理，并取得了一定的進(jìn)展。?但是其比容量及循環(huán)穩(wěn)定性依然需要進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述不足，本發(fā)明提供一種鋰離子電池用摻鉻正極復(fù)合材料的制備方法，使用該方法制備的正極復(fù)合材料的鋰離子電池，具有較高的比容量以及較長(zhǎng)的循環(huán)使用壽命。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種鋰離子電池用摻鉻正極復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，混料

稱(chēng)取純度至少為99.9%、粒度為10-20μm的草酸鋰微粉，粒度為20-30μm的純度至少為工業(yè)純電解氫氧化錳微粉，純度至少為分析純氧化鎂微粉，純度至少為分析純?nèi)趸X微粉，純度至少為分析純?nèi)趸t微粉，純度至少為分析純偏釩酸銨作為原料，其中各原料按原子比配比，Li∶Mn∶Mg∶Al∶Cr：V＝(1.00-1.05)∶(1.25-1.5)∶(0.04-0.06)∶(0.03-0.05)∶(0.03-0.05)?∶(0.5-0.75)；?

將稱(chēng)好的上述原料加入去離子水進(jìn)行濕合，其中上述原料與水的比例為重量比1∶(2-3)，將其研磨成粒度不大于0.5微米的顆粒；

步驟2，燒結(jié)

將所得的粉碎混合物干燥，在含氧氣氛下燒結(jié)，以5-8℃/min的升溫速度加熱到700-800℃，煅燒5-10h；再以12-15℃/min的升溫速度加熱至900-1000℃，煅燒15-20h；再以15-20℃/min的降溫速度降至600-650℃，退火8-10h；最后降溫低于50℃的溫度時(shí)，惰性氣體吹煉最終的陽(yáng)極材料，在惰性氣體氣氛中將所述材料包裝在容器中以阻止氧化和從氣氛中吸收濕氣。

其中，步驟1中所述研磨為：球磨混合2-4小時(shí)，球磨速度為300-400r/min，研磨時(shí)間為8-12h。

其中，所述惰性氣體可以是氬氣和/或氮?dú)猓?yōu)選為氬氣。

本發(fā)明還提供了一種上述的方法制備的鋰離子電池用摻鉻正極復(fù)合材料。

本發(fā)明制備的鋰離子電池用摻鉻正極復(fù)合材料，采用多段燒結(jié)合成的方法，將鉻、鋁、鎂、釩等元素均勻的摻雜在錳酸鋰中，使得該正極復(fù)合材料在用于鋰離子電池時(shí)，具有較高的能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性，使得鋰離子電池具有高的比容量以及使用壽命。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

混料

采用純度為99.9%的草酸鋰微粉（粒度為10-20μm）、工業(yè)純電解氫氧化錳微粉（粒度為20-30μm）、分析純氧化鎂微粉、分析純?nèi)趸X微粉、分析純?nèi)趸t微粉、分析純偏釩酸銨作為原料，其中各原料按原子比配比，Li∶Mn∶Mg∶Al∶Cr：V＝1.00∶1.25∶0.04∶0.03∶0.03：0.5。?

將稱(chēng)好的原料加入去離子水進(jìn)行濕合，其中料與水的比例為重量比1∶2，用球磨機(jī)球磨混合2小時(shí)，球磨速度為300r/min，研磨時(shí)間為12h，將其研磨成粒度不大于0.5微米的顆粒。

燒結(jié)