[發明專利]一種改善富鋰錳鋰離子電池極片物性的方法

在審

• 申請號: 201410503805.8
• 申請日: 2014-09-27
• 公開（公告）號: CN104201342A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 劉三兵;梅周盛
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 張巧嬋

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其是關于一種改善富鋰錳鋰 離子電池極片物性的方法。

背景技術

鋰離子電池由于其能量密度高，工作電壓高，循環性能好等優點， 而廣泛應用于移動電話，筆記本電腦，電動汽車等領域。隨著鋰離子 電池應用領域擴大，對鋰離子電池正極材料也提出了更高的要求，如 更高的能量密度、低廉的價格、優良的循環壽命、較高的倍率性能等 等。

層狀富鋰正極材料xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(M＝Mn，Ni，Co，Ni_0.5Mn_0.5， Cr，Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3，Fe…)是一種α-NaFeO₂型固溶體材料，由層狀的 Li₂MnO₃和LiMO₂(M＝Mn，Ni，Co，Ni_0.5Mn_0.5，Cr，Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3，Fe…) 形成的，以其特有的高比容量(200～300mAh/g)、優秀的循環能力以 及新的電化學充放電機制等性能，成為當今鋰離子二次電池正極材料 的研究熱點。

中國專利102013481A,一種球形梯度富鋰正極材料的合成方法, 公開日期：2011年4月13日，公開了一種球形梯度富鋰正極材料 xLi₂MnO₃·(1-x)Li[Ni_0.4Co_0.2Mn_0.4]O₂(0.1≤x≤0.4)的合成方法，用 已有的商業化球形前驅體[Ni_0.4Co_0.2Mn_0.4](OH)₂進行Mn元素包覆，然 后與氫氧化鋰混合熱處理，0.2C倍率電流充放電，首次放電比電容量 為242mAh/g，50次循環后比容量為221mAh/g。中國專利101694876A, 公開日期2010年4月14日，富鋰錳基正極材料及其制備方法,公開 了富鋰基正極材料Li[Li_(1-2x)/3Ni_x-aM_yMn_(2-x)/3-b]O₂(M＝Co、Al、Ti、Mg、 Cu)及其制備方法，采用反應釜共沉淀法合成前驅體 [Ni_{(x-a)/[x+(2-x)/3]}M_{y/[x+(2-x)/3]}Mn_{[(2-x)/3-b]/[x+(2-x)/3]}](OH)₂，然后與鋰化合物混合 高溫燒結，0.1C倍率電流充放電，首次放比電容量為250mAh/g，在 2.75-4.2V、1C的充放電條件下，首次放比電容量為144mAh/g，300 次循環后容量保持率為97％。

這些材料具有優異的電化學性能，但是，這類正極材料存在的一 個最大的問題就是在首次充電到4.5V以上時，發生不可逆的電化學 反應：xLi₂MnO₃·(1-x)MO₂→xMnO₂·(1-x)MO₂+xLi₂O(充電小于4.5V 時發生可逆脫鋰反應：xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂→xLi₂MnO₃·(1-x)MO₂+ (1-x)Li。)，即材料中的Li⁺以Li₂O的形式從晶胞中脫出，放電時這部 分鋰離子無法全部再嵌入到原有晶胞，導致材料具有較大的首次不可 逆容量，庫倫效率較低，且循環穩定性差。

發明內容

本發明的目的在于克服上述存在的缺點，提供一種改善富鋰錳鋰 離子電池極片物性的方法，即在富鋰錳鋰離子電池極片制作過程中， 極流體表面首先涂布富鋰錳漿料，干燥后，在其上涂布磷酸鐵鋰改性 材料的漿料或者錳酸鋰或錳酸鋰改性材料的漿料，干燥后即得到改善 物性的富鋰錳鋰離子電池極片。