[發明專利]改性鎳錳酸鋰正極復合材料及制備方法、鋰離子電池

有效

• 申請號: 201710254972.7
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107146881B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 李軍;賴桂棠;楊帆
• 申請（專利權）人: 深圳市集創云天新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

1.一種改性鎳錳酸鋰正極復合材料，其特征在于，所述改性鎳錳酸鋰正極復合材料包括鎳錳酸鋰顆粒、包覆于所述鎳錳酸鋰顆粒表面的氟化鐵層和包覆于所述氟化鐵層的石墨烯層；所述氟化鐵層含有包覆于所述鎳錳酸鋰顆粒表面的氟化鐵顆粒，氟化鐵顆粒的粒徑為20～300nm。

2.如權利要求1所述的改性鎳錳酸鋰正極復合材料，其特征在于，所述氟化鐵層的厚度為30～500nm，所述石墨烯層的厚度為2～50nm。

3.如權利要求1所述的改性鎳錳酸鋰正極復合材料，其特征在于，所述氟化鐵層和所述石墨烯層均為連續層。

4.如權利要求1所述的改性鎳錳酸鋰正極復合材料，其特征在于，所述氟化鐵層包覆于所述鎳錳酸鋰顆粒的整個表面。

5.如權利要求1-4任一項所述的改性鎳錳酸鋰正極復合材料，其特征在于，鎳錳酸鋰顆粒的粒徑為2～10μm。

6.一種改性鎳錳酸鋰正極復合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

制備鎳錳酸鋰顆粒；

制備水合氟化鐵顆粒；

混合所述水合氟化鐵顆粒和鎳錳酸鋰顆粒，得到第一混合物，采用機械融合的方法對所述第一混合物進行處理，使得所述水合氟化鐵顆粒包覆于所述鎳錳酸鋰顆粒的表面，得到包覆有水合氟化鐵層的鎳錳酸鋰顆粒；

將所述包覆有水合氟化鐵層的鎳錳酸鋰顆粒和石墨烯混合，得到第二混合物，對所述第二混合物進行加熱，所述水合氟化鐵層轉化為氟化鐵層，所述石墨烯包覆于氟化鐵層的表面，形成石墨烯層，得到所述改性鎳錳酸鋰正極復合材料。

7.如權利要求6所述的改性鎳錳酸鋰正極復合材料的制備方法，其特征在于，制備所述鎳錳酸鋰顆粒的步驟包括：

提供鋰源、鎳源及錳源，該鋰源、鎳源及錳源的摩爾比為0.95～1.15：0.4～0.6：1.4～1.6；

將該鋰源、鎳源及錳源溶于溶劑中，得到一含有Li⁺、Ni²⁺和Mn⁴⁺的混合溶液；

將所述混合溶液進行噴霧干燥處理，得到混合物；

對該混合物進行燒結處理，得到所述鎳錳酸鋰顆粒。

8.如權利要求6所述的改性鎳錳酸鋰正極復合材料的制備方法，其特征在于，制備水合氟化鐵顆粒的步驟包括以下步驟：

將氟源置于溶劑中，得到第一混合液；

向第一混合液中依次加入表面活性劑和鐵源，得到第二混合液，其中鐵源與氟源的摩爾比為1：3～1：6；

將所述第二混合液裝入密封的反應釜中，然后進行油浴加熱處理，得到固液混合物，分離提純該固液混合物，得到沉淀；

加熱所述沉淀，得到所述水合氟化鐵顆粒。

9.一種鋰離子電池，其特征在于，包括如權利要求1-5任一項所述的改性鎳錳酸鋰正極復合材料。