[發明專利]一種改性鋰電池正極材料、制備方法及包含其的鋰電池

有效

• 申請號: 201711180928.2
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107959015B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 陳慶;廖健淞
• 申請（專利權）人: 江蘇貝肯盛創新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M4/136;H01M10/052
• 代理公司: 蘇州創策知識產權代理有限公司 32322
• 代理人: 周錦全

1.一種改性鋰電池正極材料，其特征在于，所述正極材料為使用含氟的無機材料進行層狀復合的硅酸錳鋰，所述含氟的無機材料為氟化鋰；

所述正極材料，是由以下制備方法制備得到的：

步驟A、在含鋰鹽的水溶液中，加入可溶性錳鹽，攪拌、過濾、干燥后得到鋰鹽-錳鹽固體顆粒，所述鋰鹽、錳鹽的摩爾比為1∶2～2∶1；

步驟B、將步驟A所得的鋰鹽-錳鹽固體顆粒與硅源按摩爾比為3∶1混合后，加入碳源，在惰性氣氛下，850～900℃煅燒5～8小時制得固體顆粒；酸洗，去除未反應的鋰鹽和錳鹽，過濾、干燥后即得所述硅酸錳鋰；

步驟C、按照摩爾比比1∶1.2～1∶1.5稱取氫氧化鋰和氟化銨，加入有機溶劑配制成體積比為1∶25～1∶50的混合溶液，置于磁力攪拌器上攪拌2～4小時；

步驟D、將步驟C反應后的溶液進行離心處理，得到白色沉淀物，將所得沉淀物在80～100℃下烘至含水小于5%，得到白色粉體；

步驟E、將步驟D所得白色粉體在惰性氣體保護下于200℃下反應3～4小時，反應結束后，將爐溫升至400℃，以高純惰性氣體作載氣，驅除反應后過量的氟化銨，保溫時間3～4小時，即得所述氟化鋰；

步驟F、將步驟B所得的硅酸錳鋰和步驟E所得氟化鋰采用熱壓片在0.5MP、60～70℃條件下壓片成型，其中硅酸錳鋰的壓片厚度為1.5-2.0mm，氟化鋰的壓片厚度為0.5-0.8mm，將兩種壓片的薄片狀坯體上下層疊形成多層疊片的坯體，然后移置等靜壓機中壓制成一個整體；最后經過燒結成為具有層狀復合結構的氟化鋰改性硅酸錳鋰。

2.根據權利要求1所述所述的改性鋰電池正極材料，其特征在于，步驟A中，

所述鋰鹽為氫氧化鋰、碳酸鋰或醋酸鋰中的一種；

所述錳鹽為醋酸錳或硝酸錳中的一種；

所述鋰鹽溶液的濃度為1.2～2.5mol/L，所述錳鹽溶液的濃度為0.8～1.2mol/L。

3.根據權利要求1所述所述的改性鋰電池正極材料，其特征在于，步驟B中，

所述硅源為無定形氧化硅或正硅酸四乙酯；

所述碳源為葡萄糖酸、檸檬酸或草酸中的一種或其混合物。

4.根據權利要求1所述所述的改性鋰電池正極材料，其特征在于，步驟D中，

所述離心機轉速5000r/min～6000r/min，離心時間20分鐘。

5.根據權利要求1所述所述的改性鋰電池正極材料，其特征在于，步驟F中，

所述燒結溫度為400℃，以高純惰性氣體作載氣，升溫速率控制在12℃/min，燒結時間3～4小時，即得所述具有層狀復合結構的氟化鋰改性硅酸錳鋰電池正極材料。

6.一種鋰電池用正極，所述正極包含權利要求1所述的改性鋰電池正極材料。

7.一種鋰電池，所述電池包含權利要求6所述的正極。

8.一種鋰電池組，所述電池組包含權利要求7所述的電池。

9.根據權利要求8所述的電池組，其用作中大型裝置的電源，所述中大型裝置選自：電動車輛、混合動力電動車輛、插電式混合動力電動車輛和用于電力存儲的系統。