[發明專利]一種氧化銦或摻錫氧化銦包覆的正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710752144.6
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107706366A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 項宏發;汪夢成;孫毅;梁鑫
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525;H01M4/131
• 代理公司: 北京維知知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11503
• 代理人: 王濤

技術領域

本發明屬于鋰離子二次電池領域，特別涉及一種氧化銦或摻錫氧化銦包覆的用于鋰電池的正極材料及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池因高能量密度、高電壓、長壽命、無記憶效應、無污染等特點被廣泛應用于移動手機、數碼相機、個人電腦等便攜式電子產品市場。

鋰離子電池中正極材料性能的好壞對鋰離子電池性能有重要的影響，目前使用的正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰、鎳鈷鋁(NCA)等材料。但是在鋰離子電池的發展過程中，正極材料的性能一直是制約其大規模推廣應用的瓶頸。

其中，錳酸鋰，原料來源廣泛充裕，價格便宜，倍率性能優良，工藝成熟，常用于動力電池，但耐高溫性能和循環性能不好；三元材料容量高，循環好，但在高電壓下使用會出現電池容量跳水現象，循環性能較差；磷酸鐵鋰具有優異的安全性被認作是動力電池的首選材料，但由于其容量低，倍率性能和低溫放電性能差等原因，現主要用于儲能領域；NCA最大優點在于容量高，缺點在于該材料的堿性強，對電池制作環境條件控制要求苛刻，極大的限制了該材料的推廣使用。

鈷酸鋰具有容量高，振實密度高，電池單位體積能量密度高，綜合電化學性能優良及生產工藝簡單等優點，因此，被廣泛運用于智能手機，平板電腦，超級本等3C電子產品。

隨著產品的升級換代，電子產品制造廠商對鈷酸鋰電池的能量密度要求越來越高。當前市場上部分電池制造商逐步使用4.5V高電壓鈷酸鋰替代4.2V常規鈷酸鋰制作電池，優點在于可以提高電池容量和體積能量密度，缺點是會引起鈷酸鋰過渡脫鋰，引發結構不穩定，發生失氧反應和鈷的溶解反應，導致電池發生脹氣和循環性能大幅衰減現象。

目前對材料進行包覆改性被認為是提高鋰離子電池正極材料電化學性能的有效手段。首先，包覆改性可以阻止活性物質與電解液接觸，抑制副反應的發生，提升正極材料的循環性能；其次，高電導率材料如碳包覆可以增加正極材料電子導電率，提升材料的倍率性能。

研究發現，通過在鈷酸鋰表面包覆Al₂O₃、AlF₃、MgO、ZnO、TiO₂、LiMn₂O₄、FePO₄等物質可以改善充電截止電壓下的循環穩定性，大部分的研究都是在改善高電壓鈷酸鋰循環穩定性方面，而對高電壓下鈷酸鋰的倍率性能的突破卻并不多。因此，找到一種合適的包覆材料來提高高電壓鈷酸鋰的整體的電化學性能，尤其的倍率性能的突破，是很有研究意義的。

發明內容

技術問題

本發明為解決現有技術中存在的技術問題而提供一種氧化銦或摻錫氧化銦包覆的用于鋰電池的正極材料，有效地改善了電解液與正極材料的界面膜阻抗，并顯著改善循環及倍率性能，及其制備方法。

技術方案

根據本發明的一個目的，提供了一種氧化銦或摻錫氧化銦包覆的用于鋰電池的正極材料。

根據本發明的另一目的，提供了一種制備所述氧化銦或摻錫氧化銦包覆的用于鋰電池的正極材料的方法。

根據本發明的又一目的，提供了一種包含所述氧化銦或摻錫氧化銦包覆的用于鋰電池的正極材料的正極。

根據本發明的再一目的，提供了包括所述正極的鋰離子電池。

根據本發明的一個方面，提供了一種氧化銦或摻錫氧化銦包覆的用于鋰電池的正極材料，其中，所述氧化銦或摻錫氧化銦在正極材料的表面形成致密均一的包覆層，基于100重量％的用于鋰電池的正極材料，所述氧化銦或摻錫氧化銦的量為0.5重量％至5重量％，優選1重量％至3重量％。

當包覆材料為摻錫氧化銦時，錫與銦的摩爾比為0.1:1～0.5:1。