[發(fā)明專利]一種含硅鋰離子電池正極材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410331600.6
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN105304890A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李珊珊;劉亞飛;陳彥彬;李棟梁
• 申請（專利權(quán)）人: 北京當升材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62
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1.一種含硅鋰離子電池正極材料，該正極材料包括：復(fù)合氧化物顆粒內(nèi)核和包覆層；

（1）復(fù)合氧化物顆粒內(nèi)核，至少包括鋰以及鎳、鈷或錳中的一種或幾種；

（2）包覆層，被設(shè)置于上述復(fù)合氧化物顆粒的表面的至少一部分上，至少包括含有硅氧鍵高分子聚合物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅鋰離子電池正極材料，其特征在于所述的復(fù)合氧化物內(nèi)核具有如下化學式表達的平均組成：

(化學式1)Li_dNi_aCo_bMn_cE_1-a-b-cO₂

其中，E表示選自Mn、Cr、Co、Ni、V、Ti、Al、Ga及Mg中的至少一種元素，并且0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0.4≤d≤1.5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅鋰離子電池正極材料，其特征在于所述的包覆層為含有硅氧鍵高分子聚合物，其具有如下化學通式表達的平均組成：

(化學式2)M_xO·ySiO₂·zH₂O

其中，M表示選自Li、Na、K、Zn、Co、Ni、Mn、Al、Mg、Ca、Cu、Fe、B、Si、Sn、Pb、Se、Te、Ti、Zr、Ba、Bi、Ge、Sc、鑭系或錒系元素中的一種或幾種，并且0.3≤x≤3，0.2≤y≤0.7。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含硅鋰離子電池正極材料，其特征在于所述的包覆層中硅元素與復(fù)合氧化物顆粒內(nèi)核的質(zhì)量比為0.0001:1-0.5:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含硅鋰離子電池正極材料，其特征在于所述的復(fù)合氧化物顆粒內(nèi)核的粒徑優(yōu)選為5~20um。

6.一種含硅鋰離子電池正極材料的制備方法，將復(fù)合氧化物顆粒加入含硅的鹽溶液中形成漿狀混合物，控制復(fù)合氧化物顆粒與溶液的質(zhì)量比為0.05:1~3:1，控制含硅的鹽溶液中硅元素與復(fù)合氧化物顆粒的質(zhì)量比為0.0001:1-0.1:1；再加入含有Li、Na、K、Zn、Co、Ni、Mn、Al、Mg、Ca、Cu、Fe、B、Sn、Pb、Se、Te、Ti、Zr、Ba、Bi、Ge、Sc、鑭系或錒系元素中至少一種的M鹽溶液進行反應(yīng)，在復(fù)合氧化物顆粒表面形成包覆層，控制M元素與復(fù)合氧化物顆粒內(nèi)核的質(zhì)量比為0~5000ppm；攪拌下烘干，熱處理，得最終產(chǎn)物。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含硅鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于所述的復(fù)合氧化物顆粒為鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、錳酸鋰、富鋰錳基或上述物質(zhì)的摻雜改性物。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含硅鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于所述的含硅的鹽溶液中硅元素與再加入的M鹽溶液中所含M元素的質(zhì)量比為0.5:1~100:1。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含硅鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于所述的含硅的鹽溶液是指含硅酸鹽離子單體、硅酸根、膠體二氧化硅離子團中的一種或幾種。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含硅鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于所述的熱處理溫度為600℃~1100℃，時間為0.5~10h。