[發明專利]表面涂覆方法以及用于降低富鋰過渡金屬氧化物電極的不可逆容量損失的方法

在審

• 申請號: 201310757005.4
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN105304855A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: Q·肖;M·蔡
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/1391
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;楊思捷

1.表面涂覆方法，包括：

形成富鋰過渡金屬氧化物粉末與氧化物前體或磷酸鹽前體在液體中的分散體；

蒸發所述液體；

在沒有空氣存在的情況下進行所述形成步驟和蒸發步驟，以防止氧化物前體或磷酸鹽前體的沉淀；

在預定條件下控制氧化物前體或磷酸鹽前體的水解，從而形成中間產物；以及

對該中間產物進行退火，以形成氧化物包覆的富鋰過渡金屬氧化物粉末或磷酸鹽包覆的富鋰過渡金屬氧化物粉末。

2.如權利要求1所述的表面涂覆方法，其中所述富鋰過渡金屬氧化物粉末是xLi₂MnO₃-(1-x)LiMO₂，其中0≤x≤1，并且M=Ni、Co或Mn；

并且其中：

所述氧化物前體選自氧化釩前體、氧化鈦前體、氧化鋯前體、氧化鋁前體、氧化鋅前體、氧化鈮前體、氧化鎢前體和二氧化硅前體；或者

所述磷酸鹽前體選自磷酸鋁前體、磷酸鈷前體和磷酸鈦前體。

3.如權利要求2所述的表面涂覆方法，其中所述氧化物前體是三異丙醇氧釩(V)，其中在約100℃至約300℃的溫度下實施退火；

并且其中：

使用氧化鈦前體，并且在約100℃至約400℃的溫度下實施退火；

使用氧化鋯前體，并且在約100℃至約400℃的溫度下實施退火；

使用氧化鋁前體，并且在約100℃至約350℃的溫度下實施退火；

使用氧化鋅前體，并且在小于90℃的溫度下實施退火；

使用氧化鈮前體，并且在約100℃至約700℃的溫度下實施退火；

使用氧化鎢前體，并且在約100℃至約200℃的溫度下實施退火；

使用二氧化硅前體，并且在約100℃至約500℃的溫度下實施退火。

4.如權利要求2所述的表面涂覆方法，其中：

使用磷酸鋁前體，并且在約400℃的溫度下實施退火；或者

使用磷酸鈷前體，并且在約400℃的溫度下實施退火。

5.如權利要求1所述的表面涂覆方法，其中控制水解是通過使所述富鋰過渡金屬氧化物粉末與氧化物前體或磷酸鹽前體暴露于水蒸氣來實現的，并且其中所述預定條件包括：

密閉環境；和

約50℃至約80℃的溫度。

6.如權利要求1所述的表面涂覆方法，其中形成所述分散體的步驟包括：

向所述液體中加入富鋰過渡金屬氧化物粉末以形成初始分散體；以及

向該初始分散體中加入所述氧化物前體或所述磷酸鹽前體。

7.如權利要求1所述的表面涂覆方法，其中氧化物涂層或磷酸鹽涂層與所述富鋰過渡金屬氧化物粉末的重量比為約10∶100至約20∶100；

并且其中在沒有空氣存在的情況下進行所述形成步驟和蒸發步驟是通過在手套箱中在氬氣存在的情況下實施所述形成步驟和蒸發步驟來實現的。

8.用于降低富鋰過渡金屬氧化物電極的不可逆容量損失的方法，該方法包括：

形成富鋰過渡金屬氧化物粉末在液體中的分散體；

向該分散體中添加氧化物前體；

從該分散體中蒸發所述液體；

在沒有空氣存在的情況下進行所述形成步驟、添加步驟和蒸發步驟以防止氧化物前體的沉淀；

在密閉環境中使用水蒸氣在預定溫度下水解所述氧化物前體，從而形成中間產物；

對該中間產物進行退火，從而形成氧化物包覆的富鋰過渡金屬氧化物粉末；以及

使用所述氧化物包覆的富鋰過渡金屬氧化物粉末以形成富鋰過渡金屬氧化物電極。