[發(fā)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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510618272.2
• 申請(qǐng)日: 2015-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN105206813B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳龍;丁楚雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及一種改性鋰離子電池電極材料及其制備方法。

背景技術(shù)

在21世紀(jì)初新能源領(lǐng)域迅猛發(fā)展的背景下，鋰離子電池已廣泛應(yīng)用到消費(fèi)類電子電源領(lǐng)域及動(dòng)力電池領(lǐng)域。目前，尋找儲(chǔ)能密度更大，循環(huán)壽命更長(zhǎng)，安全性能更佳的鋰離子電池技術(shù)成為當(dāng)今鋰離子電池領(lǐng)域發(fā)展的主流方向。一些常見的鋰離子電極材料主要包括：正極材料三元電極Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂(0<x<1，0<y<1)，富鋰錳基電極(xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·(1-x)LiMO₂(0<x<1))，LiNi_xCo_1-xO₂(0≤x≤1)，Li(Ni_xCo_yAl_1-x-y)O₂(0<x<1，0<y<1)，LiMn₂O₄，LiNi_0.5Mn_0.5O₂,，LiNi_0.5Mn_1.5O₄和LiFePO₄；常用的負(fù)極材料如石墨和Li₄Ti₅O₁₂等。這些電極材料中，許多都存在導(dǎo)電性差的缺陷，如LiCoO₂、LiMn₂O₄、Li₄Ti₅O₁₂和LiFePO₄電導(dǎo)率分別為10^-3Scm^-1、10^-5Scm^-1、10^-9Scm^-1和10^-10Scm^-1左右，嚴(yán)重影響了電池的電化學(xué)性能。

表面修飾是對(duì)鋰離子電池電極材料進(jìn)行改性的一種常見手段，通過在材料表面包覆一層穩(wěn)定的薄膜物質(zhì)，可以隔離電解液和電極活性物質(zhì)直接接觸，抑制了過渡金屬元素的溶解現(xiàn)象；可以增加電極材料的機(jī)械強(qiáng)度，減緩電極材料在長(zhǎng)期充放電過程中的結(jié)構(gòu)坍塌過程；采用電導(dǎo)率高的材料包覆則能提高電極電子導(dǎo)電率，從而改善其循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。目前比較成功的案例當(dāng)屬于正極材料LiFePO₄的碳包覆，高電子電導(dǎo)率的碳層的引入，提升了材料的電子電導(dǎo)，也實(shí)現(xiàn)了電極材料與電解液的物理隔絕。但對(duì)電極材料的碳包覆需要在惰性或還原性氣氛中才能實(shí)現(xiàn)，而三元材料Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂(0<x<1，0<y<1)，富鋰錳基電極(xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·(1-x)LiMO₂(0<x<1))，LiNi_xCo_1-xO₂(0≤x≤1)，Li(Ni_xCo_yAl_1-x-y)O₂(0<x<1，0<y<1)，LiMn₂O₄，LiNi_0.5Mn_0.5O₂,，LiNi_0.5Mn_1.5O₄等材料的合成需要在空氣或氧氣氣氛中進(jìn)行，因此，利用C包覆碳包覆來改善此類材料電子電導(dǎo)的應(yīng)用案例較少。