[發(fā)明專利]鋰離子電池復(fù)合正極及柔性鋰電池、固態(tài)鋰電池制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710308525.5
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107039634A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范麗珍;李丹;張博晨
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/0562
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司11237
• 代理人: 張仲波

1.一種鋰離子電池復(fù)合正極的制備方法，其特征在于：先按化學(xué)計(jì)量比配置無機(jī)快離子導(dǎo)體的前驅(qū)體溶液，將正極材料溶解到上述前驅(qū)體溶液的醇類溶劑中進(jìn)行預(yù)熱和攪拌，待醇類溶劑揮發(fā)完全，將剩余的膠類物質(zhì)進(jìn)行熱處理，得到表面包覆無機(jī)快鋰離子導(dǎo)體膠體的鋰離子電池復(fù)合正極材料；

其中無機(jī)快鋰離子導(dǎo)體的質(zhì)量為鋰離子電池正極材料質(zhì)量的0.01％～20.0％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池復(fù)合正極的制備方法，其特征在于：無機(jī)快離子導(dǎo)體為高電導(dǎo)率石榴石結(jié)構(gòu)Li_5+xN_xLa_3-xM₂O₁₂(0≤X≤2，M＝Nb、Ta、Sb、Bi，N＝Ca、Ba、Sr、Ge)以及其改性化合物L(fēng)i_7+x(La_2-xM_x)B₂O₁₂(0≤X≤2，M＝Ca、Ba、Sr、Ge；B＝Zr、Hf、Sn)；Li_7-xLa₃Zr_2-xTa_xO₁₂(0≤X≤2)；其中，無機(jī)快離子導(dǎo)體的前驅(qū)體溶液為上述石榴石結(jié)構(gòu)電解質(zhì)化學(xué)式中所含元素的醋酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、醇類溶劑、水中的一種或幾種構(gòu)成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池復(fù)合正極的制備方法，其特征在于：所述的鋰離子電池正極材料為具有尖晶石結(jié)構(gòu)的LiM₂O₄,M＝Ni和/或Mn；和/或具有層狀結(jié)構(gòu)的LiMO₂,M＝Ni、Co、Mn、Al中至少一種；和/或富鋰錳基正極材料xLi₂MnO₃.(1-x)LiMO₂,0.1<x<0.9，M＝Ni、Co、Mn中一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池復(fù)合正極的制備方法，其特征在于：所述的熱處理溫度為400～800℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池復(fù)合正極的制備方法，其特征在于具體包括以下步驟：

(1)先通過溶膠凝膠法或溶液沉淀法得到無機(jī)快鋰離子導(dǎo)體的前驅(qū)體混合溶液；

(2)按所述的質(zhì)量比例取適量鋰離子電池正極材料加入至無機(jī)快鋰離子導(dǎo)體的前驅(qū)體混合溶液中，經(jīng)反復(fù)多次攪拌、超聲后，將此混合溶液轉(zhuǎn)移至40～100℃溫度下繼續(xù)進(jìn)行水浴攪拌，混合溶液呈類膠態(tài)；

(3)將類膠態(tài)的混合溶液轉(zhuǎn)移至鼓風(fēng)干燥裝置中在80～180℃下進(jìn)行干燥，將干燥后的物質(zhì)轉(zhuǎn)移至坩堝內(nèi)進(jìn)行熱處理。

6.一種如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的鋰離子電池復(fù)合正極的應(yīng)用方法，其特征在于：所述快鋰離子導(dǎo)體包覆鋰離子電池復(fù)合正極材料應(yīng)用于鋰離子電池、柔性固態(tài)電池、全固態(tài)鋰電池中。

7.如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池復(fù)合正極的應(yīng)用方法，其特征在于：在全固態(tài)鋰電池中的應(yīng)用方法為：快鋰離子導(dǎo)體包覆后的鋰離子電池復(fù)合正極材料與電解質(zhì)進(jìn)行混合后進(jìn)行共燒，得到由包覆后的正極材料和固態(tài)電解質(zhì)組成的共燒體作為全固態(tài)鋰電池的正極與電解質(zhì)使用。

8.如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池復(fù)合正極的應(yīng)用方法，其特征在于：將快鋰離子導(dǎo)體包覆后的鋰離子電池復(fù)合正極和導(dǎo)電添加劑制成混合漿料后，作為鋰離子電池的正極使用。