[發明專利]一種磷酸鐵鋰包覆的富鋰正極材料及其制備方法在審
| 申請號： | 201711175854.3 | 申請日： | 2017-11-22 |
| 公開（公告）號： | CN107968195A | 公開（公告）日： | 2018-04-27 |
| 發明（設計）人： | 何磊;蘇峰;丁楚雄;夏昕 | 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;H01M4/58;H01M10/0525;C01B25/45;C01G53/00 |
| 代理公司： | 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115 | 代理人： | 金凱 |
| 地址： | 230011 安*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 磷酸 鐵鋰包覆 正極 材料 及其 制備 方法 | ||
技術領域
本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體是一種磷酸鐵鋰包覆的富鋰正極材料及其制備方法。
背景技術
近年來由于互聯網應用的高速發展以及人們對地球環境問題的持續關注，移動終端(特別是智能手機)和電動汽車領域對高能量密度電池的需求加大，大比容量和高工作電壓的正極材料受到越來越大的關注。目前商用的正極材料LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4和三元LiMnxCoyNi1-x-yO2的放電比容量都低于200mAh/g。相比之下，富鋰材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2擁有超過250mAh/g的放電比容量，同時其高的工作電壓、低的生產成本和環境友好等優點，在近幾年不斷發展下，有望成為新一代的鋰離子電池正極材料。
雖然富鋰正極材料具有高的可逆容量和低成本的優勢，但是也存在著首次庫倫效率低和循環壽命不足等缺點，嚴重制約了富鋰正極材料在實際中的應用。富鋰正極材料的高容量來源于首次充電過程中在高電壓下Li2MnO3的活化過程，也就是晶格中Li2O的不可逆脫出同時伴隨氧空位的產生。因為這個不可逆的活化過程以及電解液在高電壓下的分解，導致了富鋰正極材料低的首次庫倫效率。充放電過程中富鋰正極材料由層狀結構向尖晶石結構的轉變是造成富鋰正極材料循環性能差的主要原因。
為了進一步提高其首次庫倫效率和循環性能，我們用簡單沉淀法制備了LiFePO4包覆的Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2(LMNCO)富鋰正極材料，緊接著的焙燒過程用來加強界面的結構穩定性。相比于未包覆的材料，包覆后的富鋰正極材料具有更大的放電比容量、高的首次庫倫效率和良好的循環性能，特別是高倍率下的循環性能。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術存在的缺陷，提供一種磷酸鐵鋰包覆的富鋰正極材料及其制備方法。
本發明的目的可以通過以下技術方案實現：
一種磷酸鐵鋰包覆的富鋰正極材料，包括富鋰材料和包覆在富鋰材料表面的磷酸鐵鋰，其化學式為LiFePO4-Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2，結構為層狀α-NaFeO2結構，層狀的空間群為其中磷酸鐵鋰的質量百分比為3-7％。
本發明的另一個目的在于提供一種磷酸鐵鋰包覆的富鋰正極材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)制備Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2：按照Li:Mn:Ni:Co的摩爾比為1.32:0.54:0.13:0.13稱取LiCOOCH3·2H2O、Mn(COOCH3)2、Ni(COOCH3)2·4H2O和Co(COOCH3)2·4H2O，溶于去離子水中，配成混合鹽溶液；按照檸檬酸：金屬離子＝3:1，將檸檬酸水溶液加入到混合鹽溶液中，加熱到80℃，磁攪拌4h，形成粉紅色透明凝膠；將凝膠移入到鼓風干燥箱中干燥，在箱式爐中480℃空氣氛圍下預燒5h，取出研磨，再移入馬弗爐中900℃煅燒12h，制得Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2粉末；
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