[發明專利]元素微乳化包覆法制成的正極材料，制法及應用

有效

• 申請號: 201410375058.4
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104143633B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 趙孝連;向黔新;李玲;張曉;向春華;田軒周;梅建華;楊富友;何玉娟
• 申請（專利權）人: 深圳市振華新材料股份有限公司;貴州振華新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京格旭知識產權代理事務所(普通合伙)11443
• 代理人: 雒純丹

1.一種正極材料的制備方法，該方法包括如下工序：

(1)目標元素包覆用漿料的制備工序

通過微乳化分散工藝得到油/水體系的乳化液或者膏狀分散體，然后將目標元素分散在所述乳化液或者膏狀分散體中，得到目標元素包覆用漿料；所述目標元素為錫(Sn),鋅(Zn),硅(Si),鋯(Zr)或釔元素；

(2)混合、溶劑脫附工序

將步驟(1)所得的目標元素包覆用漿料與基礎正極材料混合均勻，然后溶劑脫附干燥；以及

(3)燒結工序

將步驟(2)得到的產物在300-700℃條件下燒結，得到元素微乳化包覆法制成的正極材料；

其中，所述元素微乳化分散工藝為：將表面活性劑加入到水中，攪拌均勻，升溫至50-70℃，然后加入助劑，乳化分散30-60min，接著自然降溫至常溫(20℃)，得到油/水體系的乳化液或膏狀分散體，其中助劑與水的質量配比為5-8:100；以水質量100％計，表面活性劑的添加量為0.8～5.0％，其中所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)，非離子型表面活性劑壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)或者是二者任意比例的復配物；所述助劑時微晶石蠟，蒽油或環烷油中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述基礎正極材料為鈷酸鋰(LiCoO₂)、錳酸鋰(LiMn₂O₄)、磷酸鐵鋰(LiFePO₄)、LiCo_xNi_yMn_1-x-yO₂、(x+y≤1)，LiCo_0.2Ni_0.8O₂、LiCo_0.2Ni_0.75Al_0.05O₂中的一種或多種，以及上述材料元素摻雜的固熔體氧化物；所述基礎正極材料為平均粒徑(D50)2-25μm。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述基礎正極材料為選自元素Al、Ti、Y、La或Zr中的一種或多種元素對鈷酸鋰(LiCoO₂)、錳酸鋰(LiMn₂O₄)、磷酸鐵鋰(LiFePO₄)、LiCo_xNi_yMn_1-x-yO₂、(x+y≤1)，LiCo_0.2Ni_0.8O₂、LiCo_0.2Ni_0.75Al_0.05O₂中的一種或多種材料的元素摻雜物；所述基礎正極材料為平均粒徑(D50)2-25μm。

4.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，當所述基礎正極材料為LiCo_xNi_yMn_1-x-yO₂時，其中，鈷鎳錳三種元素摩爾比為3:4:3，3:3:3或2:5:3。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述微乳化分散工藝方法具體為，將表面活性劑加入到水中，攪拌均勻，升溫至60℃，然后加入助劑，進行乳化分散。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，將目標元素的氧化物或鹽加入到油/水體系的乳化液或者膏狀分散體中，目標元素以氧化物、鹽或其水合物狀態分散在乳化液或者膏狀分散體中。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，目標元素以氧化物計，包覆用量與基礎正極材料的重量比為0.05-5％。

8.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，目標元素的氧化物或鹽為三氧化二鋁，氧化錫，氧化鋯，氧化鎂，氧化鑭或偏鈦酸。

9.一種鋰離子電池正極材料，其通過權利要求1-8任一項所述的制備方法制備得到。

10.根據權利要求9所述的正極材料，其特征在于，所述目標元素化合物的氧化物在基礎正極材料顆粒表面上形成連續薄層或者是不連續的局部網絡狀物。