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[發明專利]Li2MnO3和LiCrO2復合正極材料及合成方法在審

專利信息
申請號: 201711197191.5 申請日: 2017-11-25
公開(公告)號: CN108172776A 公開(公告)日: 2018-06-15
發明(設計)人: 郭倩;楊塵;朱文婷;許鵬 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;H01M4/485;H01M10/0525
代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119 代理人: 段曉微;葉美琴
地址: 230000 安*** 國省代碼: 安徽;34
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 復合正極材料 合成 復合溶液 前驅體粉 混合液 漿料 球磨 水中 電化學性能 規?;a 工藝工程 球磨裝置 鉻源 錳源 閃蒸 煅燒 鋰源 溶解
【說明書】:

發明公開了一種Li2MnO3和LiCrO2復合正極材料及合成方法,合成方法包括:將錳源分散在水中,加入鉻源混合均勻得到混合液A;將混合液A加入球磨裝置中球磨得到亞微米尺寸的漿料;將鋰源溶解在水中,加入S2中的亞微米尺寸的漿料中,球磨后得到復合溶液;將復合溶液轉移到閃蒸罐中進行干燥,得到前驅體粉料;在惰性氣氛下,將前驅體粉料在700?900℃下煅燒2?5h,得到所述Li2MnO3和LiCrO2復合正極材料。本發明提出的Li2MnO3和LiCrO2復合正極材料及其合成方法,所述合成方法原料來源廣泛,工藝工程簡單,易于控制,重復性好,成本較低,可以實現規?;a,得到的復合正極材料電化學性能優異。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池材料技術領域,尤其涉及一種Li2MnO3和LiCrO2復合正極材料及其合成方法。

背景技術

由于鋰離子電池具有能量密度高、循環性能好、安全性能好、綠色環保等優點,在便攜式電子設備中廣泛應用。目前,商品化鋰離子電池廣泛使用的正極材料是鈷酸鋰(LiCoO2)。因為鈷酸鋰使用稀缺的鈷資源,從而導致材料成本高,另外,其在充放電過程中若電壓大于4.2V,其極易發生相變,導致鋰離子在脫嵌過程中結構非常不穩定,電化學性能不理想。近年來,因層狀的鋰錳氧化物具有毒性低且合成成本低的優點,正在被人們廣泛研究。但是在實際應用中LiMnO2受限于循環過程中材料晶體結構的轉化。

目前層狀結構Li2MnO3-LiMO2復合正極材料,因其具備良好的電化學特性,而受到研究學者的廣泛關注。在所有的固溶體材料中,Cr基復合正極材料(Li2MnO3-LiCrO2)具有更高的比容量和更長的循環壽命。C.W.Park等通過溶劑熱結合淬火的方法合成了一種Li[CrxLi(1-x)/3Mn2(1-x)/3]O2其中0.2≤x≤0.4,此復合正極材料在充放電過程中具有類尖晶石的結構,且表現出了優異的電化學性能(0.1C倍率下初始容量為195mAh/g),但此合成方法制備周期較大,且需要1000℃的高溫淬火,需要耗費大量的能量,從而增加了正極材料的成本。

為了滿足鋰電池正極材料成本低的需求,必須開發出不僅生產成本低,同時具有良好電化學性能的正極材料。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題,本發明提出了一種Li2MnO3和LiCrO2復合正極材料及其合成方法,所述合成方法原料來源廣泛,工藝工程簡單,易于控制,重復性好,成本較低,可以實現規模化生產,得到的復合正極材料電化學性能優異。

本發明提出的一種Li2MnO3和LiCrO2復合正極材料的合成方法,包括以下步驟:

S1、將錳源分散在水中,加入鉻源混合均勻得到混合液A;

S2、將混合液A加入球磨裝置中球磨得到亞微米尺寸的漿料;

S3、將鋰源溶解在水中,加入S2中的亞微米尺寸的漿料中,球磨后得到復合溶液;

S4、將復合溶液轉移到閃蒸罐中進行干燥,得到前驅體粉料;

S5、在惰性氣氛下,將前驅體粉料在700-900℃下煅燒2-5h,得到所述Li2MnO3和LiCrO2復合正極材料。

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