[發明專利]電池正電極材料及其制備方法以及電池正極和全固態電池

有效

• 申請號: 201711262619.X
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN109873131B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 韓曉燕;焦曉朋;李世彩;郭姿珠
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉依云

1.一種正電極材料，其特征在于，所述正電極材料包括MnO₂導電基體片層和含鋰復合氧化物片層，所述MnO₂導電基體片層和所述含鋰復合氧化物片層交替堆疊，所述含鋰復合氧化物片層的組成包括Li_1＋xL_1－y－zM_yN_zO₂和/或LiNi_0.5－x1Mn_1.5－y1A_x1+y1O₄；

其中，L、M、N分別為Li、Co、Mn、Ni、Al、Mg、Ga、Ti、Cr、Cu、Zn和Mo中的至少一種，-0.1≤x≤0.2，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤y+z≤1.0；

其中，-0.1≤x₁≤0.5，0≤y₁≤1.5，A為Li、Co、Al、Mg、Ca、Ti、Mo、Cr、Cu和Zn中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的正電極材料，其中，所述正電極材料具有一個或多個重復單元，其中，每一個所述重復單元是以MnO₂導電基體片層作為支撐結構，且在所述MnO₂導電基體片層的上面和下面堆疊有所述含鋰復合氧化物片層，以及所述MnO₂導電基體片層的長度小于所述含鋰復合氧化物片層的長度。

3.根據權利要求1或2所述的正電極材料，其中，所述含鋰復合氧化物片層的長度為100nm-2μm，每個所述含鋰復合氧化物片層的厚度為10nm-250nm，每個所述MnO₂導電基體片層的厚度為10nm-200nm。

4.根據權利要求3所述的正電極材料，其中，所述含鋰復合氧化物片層的長度為200nm-1μm，每個所述含鋰復合氧化物片層的厚度為10nm-200nm，每個所述MnO₂導電基體片層的厚度為10nm-160nm。

5.根據權利要求4所述的正電極材料，其中，所述含鋰復合氧化物片層的長度為300-600nm，每個所述含鋰復合氧化物片層的厚度為10nm-150nm，每個所述MnO₂導電基體片層的厚度為10nm-100nm。

6.根據權利要求1或2所述的正電極材料，其中，所述正電極材料的粒徑D50為50nm-3μm。

7.根據權利要求1或2所述的正電極材料，其中，以所述正電極材料的總重量為基準，所述MnO₂導電基體片層的含量為5-40重量%。

8.根據權利要求7所述的正電極材料，其中，以所述正電極材料的總重量為基準，所述MnO₂導電基體片層的含量為10-25重量%。

9.根據權利要求8所述的正電極材料，其中，以所述正電極材料的總重量為基準，所述MnO₂導電基體片層的含量為10-15重量%。

10.一種正電極材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

（1）在50-160℃，混合溶劑存在下，將制備碳酸錳的原料進行第一反應得到含碳酸錳片層的溶液E；在180-250℃，溶液E中，將含有含鋰復合氧化物的前驅體的溶液進行第二反應得到含有含鋰復合氧化物片層的溶液F；再在溶液F中，重復第一反應、第二反應；依此順序，使碳酸錳片層與含鋰復合氧化物片層逐層疊加生長；每次第一反應中制備碳酸錳的原料的量相同或不同；每次第二反應中含有含鋰復合氧化物的前驅體的溶液的量相同或不同；

（2）將步驟（1）的產物進行高溫熱處理；

所述混合溶劑包括水和含有羥基的且能與水共沸的有機溶劑。