[發明專利]一種鋰離子電池電極材料的表面包覆方法

有效

• 申請號: 201310639258.1
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103682244A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張春明;黃昭;王丹;吳曉燕;嚴鵬;何丹農
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/139;H01M4/62
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 唐莉莎

1.?一種鋰離子電池電極材料的表面包覆方法，其特征在于，以電極材料粉體為凝結核，將鈦鹽緩慢水解生成TiO₂·H₂O在電極材料顆粒表面，同時加入適量的可溶性鋰鹽，再經煅燒后在其表面生成一層Li₂TiO₃形成表面包覆結構；該工藝包括如下步驟：

（1）將無水乙醇和去離子水以1:0～0.5混合形成溶液500毫升，將電極材料粉末投入該溶液中，用磁力攪拌器攪拌約1小時，得到混合液A；

（2）在混合液A中，按照質量比Li+Ti：電極材料=1：10～40，摩爾比Li：Ti=2～3:1，加入鋰和鈦的微溶或可溶性化合物，并加入酸為鈦鹽的水解抑制劑，同時磁力攪拌3～5小時，得到混合液B；

（3）取螯合劑加入到混合液B中，添加氨水調節pH值到7.0，然后在40～80℃的溫度下恒溫加熱，直至得到凝膠態的前驅體；

（4）將前驅體放入烘箱，在120～240℃溫度下烘干，將所得固體以研缽研磨至粉體；

（5）將（4）中所得的粉體放入馬弗爐中，在空氣條件下煅燒5～15?小時，升溫速率為1～15℃/min，加熱范圍為600～1300℃，得到以Li₂TiO₃表面包覆的電極材料。

2.?根據權利要求1所述一種鋰離子電池電極材料的表面包覆方法，其特征在于，所述的電極材料為鋰離子電池的正極，或負極材料，為錳酸鋰（LiMn₂O₄）、磷酸鐵鋰（LiFePO₄）、磷酸錳鋰（LiMnPO₄）、鈦酸鋰（Li₄Ti₅O₁₂）、磷酸鎳鋰（LiNiPO₄）、磷酸鈷鋰（LiCoPO₄）、三元材料（LiCo_1/3Ni_1/3Mn_1/3O₂）、二氧化鈦（TiO₂）中的一種；電極材料粉體的粒徑為10～500?nm，電極材料在乙醇/水溶液中的濃度為20～100?g/500?mL。

3.?根據權利要求1所述一種鋰離子電池電極材料的表面包覆方法，其特征在于，所述的微溶或可溶性鋰化合物為硝酸鋰、碳酸鋰、氯化鋰、醋酸鋰、檸檬酸鋰、草酸鋰、甲酸鋰、乳酸鋰、異丙醇鋰、長鏈或短鏈烷基鋰中的一種。

4.?根據權利要求1所述一種鋰離子電池電極材料的表面包覆方法，其特征在于，所述的可溶性鈦化合物為鈦酸四正丁酯、鈦酸四異丙酯、鈦的氯化物中的一種。

5.?根據權利要求1所述一種鋰離子電池電極材料的表面包覆方法，其特征在于，所述的水解抑制劑為有機酸，或無機酸，具體為硝酸、鹽酸、醋酸、酒石酸、草酸、蘋果酸、枸椽酸、抗壞血酸、苯甲酸、水楊酸、咖啡酸中的一種或其組合，其中乙醇/水溶液與酸的體積比為1:0.01～0.1。