[發明專利]鋰離子電池正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310388227.3
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103474637A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 林建雄;宋阜;謝能建;楊金洪;錢文連;李建軍;王莉;何向明;高劍
• 申請（專利權）人: 廈門鎢業股份有限公司;清華大學
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/62;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 哈達

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池正極材料及其制備方法，尤其，涉及一種對富鋰正極材料及對其進行包覆的方法。

背景技術

富鋰正極材料（化學式：xLi₂MnO₃?(1-x)LiMO₂）具有與鈷酸鋰（化學式：LiCoO2）相似的層狀結構，同屬α-NaFeO₂結構，六方晶系，R-3m空間群。富鋰正極材料的化學式也可寫作Li[Li_1/3-2x/3Mn_2/3-x/3M_x]O₂(M=Ni、Co、Mn、Cr、Fe等)。由于富鋰正極材料主要以過度金屬元素錳(Mn)為主，而金屬元素錳資源豐富，價格低廉，且對環境友好，因此，富鋰正極材料具有廣闊的發展前景。

富鋰正極材料具有較高的比容量（高于250mAh/g），但存在較為明顯的缺陷，如倍率性能較差，循環性能較差。為克服這些缺陷，研究人員通過包覆的方法來改善富鋰正極材料性能。目前，富鋰正極材料的包覆材料一般為C、Al₂O₃、CeO₂、ZrO₂、SiO₂、ZnO、AlPO₄或MnO₂等，包覆方式主要為球磨、液相包覆、水熱法等。然而，液相包覆和水熱法包覆工藝復雜，且燒結時對于材料與包覆層內外需要不同氣氛，實施較為困難。雖然球磨包覆容易實現，但其包覆的均勻性不足，導致富鋰正極材料的振實密度低，且比表面積大。因此，現有的包覆方法離生產應用還存在較大差距。

發明內容

因此，確有必要提供一種既工藝簡單，又可以對富鋰正極材料進行均勻包覆的鋰離子電池正極材料的制備方法，且該方法制備的富鋰正極材料的振實密度較高，比表面積較小。

一種鋰離子電池正極材料，其包括：多個富鋰正極材料顆粒，其中，每個富鋰正極材料顆粒表面均勻包覆一層納米化合物，且該鋰離子電池正極材料的振實密度大于2.0g/cm³。

一種鋰離子電池正極材料的制備方法，其包括以下步驟：將富鋰正極材料和納米化合物混合得到一混合粉體；以及通過一容器內壁與一壓頭曲面周期性擠壓和剪切該混合粉體，使納米化合物均勻包覆于富鋰正極材料表面。

與現有技術相比較，本發明提供的鋰離子電池正極材料的制備方法通過容器內壁與壓頭曲面周期性高速擠壓和剪切該混合粉體，使納米化合物均勻包覆于富鋰正極材料的表面，該方法不僅對富鋰正極材料的包覆均勻，而且工藝簡單，成本低廉。

附圖說明

圖1為本發明實施例采用的機械融合裝置的結構示意圖。

圖2為本發明比較實施例提供的樣品1的掃描電鏡照片。

圖3為本發明比較實施例提供的樣品2的掃描電鏡照片。

圖4為本發明比較實施例提供的樣品3的掃描電鏡照片。

圖5為本發明比較實施例提供的樣品1的充放電曲線。

圖6為本發明比較實施例提供的樣品2的充放電曲線。

圖7為本發明比較實施例提供的樣品3的充放電曲線。

圖8為本發明比較實施例提供的樣品1-3的充放循環性能曲線。

主要元件符號說明