[發(fā)明專利]表面包覆硼鋰復(fù)合氧化物的鎳鈷錳酸鋰正極材料及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201410483972.0 | 申請(qǐng)日： | 2014-09-19 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN104332618A | 公開（公告）日： | 2015-02-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 孫琦;李巖;孫慧英 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 青島乾運(yùn)高科新材料股份有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/36 | 分類號(hào)： | H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62 |
| 代理公司： | 暫無(wú)信息 | 代理人： | 暫無(wú)信息 |
| 地址： | 266000 山東省*** | 國(guó)省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 表面 包覆硼鋰 復(fù)合 氧化物 鎳鈷錳酸鋰 正極 材料 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋰離子電池正極材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種表面包覆硼鋰復(fù)合氧化物的鎳鈷錳酸鋰正極材料及其制備方法。
背景技術(shù)
鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液組成。其中正極材料由于價(jià)格偏高、可逆比容量偏低成為制約鋰離子電池發(fā)展的重要瓶頸。因此尋找質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的正極材料是未來(lái)鋰離子電池發(fā)展的主要方向。
層狀鎳鈷錳酸鋰正極材料(LiNixCo1-x-yMnyO2),由于鎳鈷錳的協(xié)同效應(yīng)，具有能量密度高、循環(huán)性能穩(wěn)定、性價(jià)比高、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，有效地彌補(bǔ)了鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰的不足。因此鎳鈷錳酸鋰的開發(fā)成為正極材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
雖然鎳鈷錳酸鋰已經(jīng)開始了規(guī)模化的生產(chǎn)應(yīng)用,但其仍然存在一些問(wèn)題,使得它還不可能取代鈷酸鋰在鋰離子正極材料中所占據(jù)的主導(dǎo)地位。其中亟待解決的問(wèn)題之一就是其循環(huán)穩(wěn)定性較差。
硼鋰復(fù)合氧化物具有較好的鋰離子通過(guò)性能，良好的潤(rùn)濕性，以及相對(duì)低的粘度，不但可以改善正極材料的循環(huán)性能和倍率性能，而且對(duì)鋰離子的嵌入和脫出影響較小，被認(rèn)為是一種理想的的表面包覆材料。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種表面包覆硼鋰復(fù)合氧化物的鎳鈷錳酸鋰正極材料，該正極材料可有效地改善鎳鈷錳酸鋰正極材料的循環(huán)穩(wěn)定性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種在鎳鈷錳酸鋰表面包覆α-Li4B2O5的方法，即在鋰源和硼源的混合醇溶液中，加入制備好的鎳鈷錳酸鋰，超聲使其均勻分散在溶液中，再加入分散劑(防止鎳鈷錳酸鋰沉積在容器底部)，充分的使材料浸潤(rùn)在溶液中，蒸發(fā)溶劑后熱處理得到表面包覆α-Li4B2O5的LiNixCo1-x-yMnyO2。
如上構(gòu)思，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種表面包覆硼鋰復(fù)合氧化物的鎳鈷錳酸鋰正極材料，在鎳鈷錳酸鋰正極材料表面包覆一層硼鋰復(fù)合氧化物，可表示為L(zhǎng)iNixCo1-x-yMnyO2/α-Li4B2O5,其中0﹤x﹤1、0﹤y﹤1；所述硼鋰復(fù)合氧化物α-Li4B2O5的包覆量為鎳鈷錳酸鋰正極材料的6％wt，包覆層厚度為15nm。
上述表面包覆硼鋰復(fù)合氧化物的鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，依照下列步驟完成：
①按化學(xué)計(jì)量比分別稱取檸檬酸鋰和三氧化二硼，在攪拌條件下用無(wú)水乙醇配制成Li:B＝2:1的混合溶液；
②按質(zhì)量比LiNixCo1-x-yMnyO2:α-Li4B2O5＝1:0.06的比例稱取正極材料，將正極材料加入到步驟①所得混合溶液中，超聲1.1h至分散均勻得到懸濁液；
③在攪拌條件下，緩慢向步驟②所得懸濁液中加入分散劑羥乙基纖維素至體系呈粘稠狀物，所述分散劑為懸濁液質(zhì)量的9％；
④將步驟③所得粘稠狀物質(zhì)置于烘箱中，干燥、蒸發(fā)得溶劑；
⑤高溫處理：將步驟④所得溶劑轉(zhuǎn)移至剛玉舟中，將舟緩緩放入管式氣氛爐中，通入空氣，升溫速率為6℃/min，900℃恒溫25h，再隨爐冷卻至室溫，即獲得表面包覆α-Li4B2O5的LiNixCo1-x-yMnyO2。
本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：
1、本發(fā)明在鎳鈷錳酸鋰表面包覆硼酸鋰復(fù)合氧化物，減少了正極材料與電解液副反應(yīng)的發(fā)生，有效地改善了材料在充放電過(guò)程中的化學(xué)穩(wěn)定性，從而提高材料的循環(huán)性能。
2、本發(fā)明采用的表面包覆方法，實(shí)現(xiàn)了硼鋰復(fù)合氧化物與鎳鈷錳酸鋰正極材料分子水平的接觸和融合，形成了均勻穩(wěn)定的包覆層，且操作簡(jiǎn)單易行，成本低廉，包覆效果良好，在實(shí)際生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用的可行性。
具體實(shí)施方式
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