[發明專利]一種改性鋰離子電池電極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510618272.2
• 申請日: 2015-09-24
• 公開（公告）號: CN105206813B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 陳龍;丁楚雄
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種改性鋰離子電池電極材料，其特征在于：所述的鋰離子電池電極材料的表面包覆有A_2-xMO_4+δ，其中，A＝La、Nd、Pr、Sr、Ca中的一種或多種，M＝Ni、Cu、Co、Fe中的一種或多種，0≤x≤0.2，0≤δ≤0.25。

2.根據權利要求1所述的改性鋰離子電池電極材料，其特征在于，所述的A_2-xMO_4+δ的質量是鋰離子電池電極材料質量的0.1～10wt.％。

3.根據權利要求1所述的改性鋰離子電池電極材料，其特征在于：所述的A_2-xMO_4+δ具有Ruddlesden-Popper結構，即層狀MO₆八面體占據頂角位置，層與層之間之間由A₂O₂層嵌入，間隙氧則存在于(OiA)₄四面體中。

4.根據權利要求1所述的改性鋰離子電池電極材料，其特征在于：所述的鋰離子電池電極材料為成品材料或相應的前驅物，所述的鋰離子電池電極材料包括Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂其中0<x<1，0<y<1；xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·(1-x)LiMO₂其中0<x<1；LiNi_xCo_1-xO₂其中0≤x≤1；Li(Ni_xCo_yAl_1-x-y)O₂其中0<x<1，0<y<1；LiMn₂O₄，LiNi_0.5Mn_0.5O₂，LiNi_0.5Mn_1.5O₄和Li₄Ti₅O₁₂。

5.一種改性鋰離子電池電極材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)取化學計量比的金屬前驅物、絡合劑和添加劑配制成溶液，配制A_2-xMO_4+δ金屬鹽溶液；

(2)將鋰離子電池電極材料加入到A_2-xMO_4+δ金屬鹽溶液中，加熱蒸發溶液至形成凝膠，最后將干燥后的凝膠進行煅燒，即得到改性鋰離子電池電極材料；

或者加熱A_2-xMO_4+δ金屬鹽溶液直至燃燒成前驅粉體，將前驅粉體進一步煅燒得到成品粉體，或者采用固相法得到成品粉體，然后將前驅粉體或成品粉體與鋰離子電池電極材料進行混合，煅燒后即得到改性鋰離子電池電極材料。

6.根據權利要求5所述的改性鋰離子電池電極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(1)中的金屬前驅物為金屬氧化物、硝酸鹽、醋酸鹽、碳酸鹽或氯化物中的一種或多種混合。

7.根據權利要求5所述的改性鋰離子電池電極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(1)中的絡合劑為甘氨酸、檸檬酸、乙二胺四乙酸和草酸的一種或多種；絡合劑與總金屬摩爾比為1～3；添加劑選用乙醇，乙二醇，尿素，聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇辛基苯基醚的一種或多種；液態添加劑添加量占金屬鹽溶液總體積的5-15vol％；固態添加劑添加量與金屬鹽溶液總比例為0.5～3g/100mL。

8.根據權利要求5所述的改性鋰離子電池電極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(1)中A_2-xMO_4+δ金屬鹽溶液的PH值調節為6～8。

9.根據權利要求5所述的改性鋰離子電池電極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中的A_2-xMO_4+δ金屬鹽溶液轉變成凝膠的加熱溫度為200～450℃，煅燒條件為空氣或氧氣氣氛下，煅燒溫度為650～1000℃，煅燒時間為2～15h。

10.根據權利要求5所述的改性鋰離子電池電極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟(2)中前驅粉體或成品粉體與鋰離子電池電極材料混合后的煅燒條件為空氣或氧氣氣氛下，煅燒溫度為400～800℃，煅燒時間為2～10h。