[發明專利]一種性能穩定比容高的鋰離子電池

無效

• 申請號: 201310579174.3
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103606665A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 陳璇;錢國珠;沈春平;黃滿湘;秦麗;蘇樂樂
• 申請（專利權）人: 江蘇天鵬電源有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/485;H01M4/62
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 孫國棟

1.一種性能穩定比容高的鋰離子電池，包括正極片、負極片及置于正、負極片之間的隔膜與電解液，其特征在于：所述正極材料為Li_1+z(Ni_1-x-yCo_xMn_y)O₂，所述負極材料包括二氧化鈦、鋰源、摻雜劑和碳源。

2.根據權利要求1所述的一種性能穩定比容高的鋰離子電池，其特征在于：所述正極材料化學式為Li_1+z(Ni_1-x-yCo_xMn_y)O₂其中0≤z≤0.15，0.1≤x≤1/3，0.1≤y≤0.4，其晶粒為球形或類球型，粒度D50為13～57μm，振實密度為2.3～2.7g/cm³，比表面積為0.05～0.2m²/g。

3.根據權利要求2所述的一種性能穩定比容高的鋰離子電池，其特征在于：金屬鈷、錳、鎳混合料在有惰性氣體保護條件下，進行高溫熔融，熔融后進行霧化造粒，造粒后在溫度為400～1000℃的條件下氧化0.5～11小時得到鈷錳鎳合金氧化物，該氧化物與鋰化合物按金屬元素含量摩爾比為(Ni+Co+Mn):Li=1:（1+z），其中0≤z≤0.15，混合后在600～1000℃溫度下焙燒3～16小時。

4.根據權利要求3所述的一種性能穩定比容高的鋰離子電池，其特征在于，所述正極材料的制作包括以下步驟：

A、將金屬鈷、錳、鎳按照摩爾比為(1-x-y):x:y的比例混合配料，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0<x+y≤1，混合料在有惰性氣體保護條件下升溫至合金熔點以上溫度熔融，熔融后進行霧化造粒，得到鈷錳鎳合金粉；

B、將上一步得到的合金粉在溫度為400～1000℃的條件下氧化0.5～11小時，得到鈷錳鎳合金氧化物；

C、將上一步得到的鈷錳鎳合金氧化物與鋰化合物按金屬元素含量摩爾比為(Ni+Co+Mn):Li=1:（1+z），其中0≤z≤0.15，混合后在600～1050℃溫度下焙燒3～16小時，得到鋰離子電池用正極材料。

5.根據權利要求4所述的一種性能穩定比容高的鋰離子電池，其特征在于：所述鋰化合物可以是含鋰的氧化物、鹵化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、草酸鹽、醋酸鹽、檸檬酸鹽中的一種或多種混合。

6.根據權利要求1所述的一種性能穩定比容高的鋰離子電池，其特征在于，所述負極材料的制備包括以下步驟：

A、將二氧化鈦、鋰源、摻雜劑和碳源混合，加入乙醇使其濕潤，攪拌至糊狀后機械球磨2～10小時，真空干燥除去乙醇，粉碎，得到前驅體；

B、在保護氣氛圍下，將前驅體置于300～500℃下燒結2～5小時，得到中間產物，冷卻并粉碎；

C、在保護氣氛圍下，將粉碎后的中間產物接著置于600～900℃下燒結5～16小時，制得鋰離子電池負極材料。

7.根據權利要求6所述的一種性能穩定比容高的鋰離子電池，其特征在于：所述的二氧化鈦為銳鈦礦型或晶紅石型納米二氧化鈦。

8.根據權利要求6所述的一種性能穩定比容高的鋰離子電池，其特征在于：所述的鋰源為含結晶水的草酸鋰和含結晶水的硝酸鋰中的一種或多種混合。

9.根據權利要求6所述的一種性能穩定比容高的鋰離子電池，其特征在于：所述摻雜劑為銫、鈰、鎳、鈷、銀的氧化物、硝酸鹽、草酸鹽和氫氧化物中的一種或多種混合，碳源為丙稀酸、乙醇酸和蔗糖中的一種或多種混合。