[發(fā)明專利]一種富鋰錳基復合正極材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711305967.0
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107910542A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 李軍;盧璐;藍利芳;黃思;許帥軍
• 申請（專利權）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王洋,趙青朵

1.一種富鋰錳基復合正極材料，其特征在于，包括富鋰錳基內核、包覆在所述富鋰錳基內核表面的磷酸鋁包覆層和包覆在所述磷酸鋁包覆層外表面的二氧化鈦包覆層。

2.根據(jù)權利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述富鋰錳基內核與所述磷酸鋁包覆層的質量比為20～100：1；所述富鋰錳基內核與所述二氧化鈦包覆層的質量比為5～30：1。

3.根據(jù)權利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述磷酸鋁包覆層的厚度為50～300nm，二氧化鈦包覆層的厚度為10～100nm。

4.一種富鋰錳基復合正極材料的制備方法，其特征在于，包括：

A)提供富鋰錳基內核材料；

B)將磷酸鹽、鋁源和所述富鋰錳基內核材料混合，煅燒得到磷酸鋁包覆的富鋰錳基正極材料；

C)將磷酸鋁包覆的富鋰錳基正極材料溶于溶劑中，與鈦源混合、烘干、研磨、煅燒得到富鋰錳基復合正極材料。

5.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟A)所述富鋰錳基內核材料按照如下方法制備：

將鎳源、鈷源、錳源和摻雜金屬M源溶于溶劑中混合，噴霧干燥得到前驅體；

將所述前驅體預燒、研磨得到前驅體氧化物；

將鋰源和前驅體氧化物混合均勻進行預燒、煅燒得到富鋰錳基內核材料。

6.根據(jù)權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述鎳源、鈷源、錳源和摻雜金屬M源的摩爾比為0.12～0.13：0.12～0.13：0.52～0.54：0.01～0.02；所述鎳源為乙酸鎳和硝酸鎳中的一種或兩種；所述鈷源為乙酸鈷和硝酸鈷中的一種或兩種；所述錳源為乙酸錳和硝酸錳中的一種或兩種；所述金屬M為Zn、Cu、Ce、Ca、Al和Mg中的一種或幾種；所述鋰源為碳酸鋰、醋酸鋰、氫氧化鋰和硝酸鋰中的一種或幾種。

7.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟B)具體為：將磷酸鹽、鋁源于溶劑中混合，調節(jié)pH值為7～8，攪拌1～2h；再與富鋰錳基正極材料混合，在50℃～60℃攪拌2～3h，干燥后煅燒，得到磷酸鋁包覆的富鋰錳基正極材料。

8.根據(jù)權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒在空氣氣氛下進行，所述煅燒溫度為600～800℃；所述煅燒時間為8～12h；

所述磷酸鹽選自磷酸銨、磷酸氫銨和磷酸二氫銨中的一種或幾種；所述鋁源選自硝酸鋁、硫酸鋁和氯化鋁中的一種或幾種。

9.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟C)具體為：將磷酸鋁包覆的富鋰錳基正極材料溶于溶劑中，與鈦源混合超聲0.5～1h，再攪拌2～3h，150～200℃烘干，冷卻后研磨，在空氣氣氛下600～800℃煅燒8～12h，得到以磷酸鋁為內包覆、二氧化鈦為外包覆的富鋰錳基復合正極材料；所述鈦源為鈦酸四丁酯、鈦酸正丁酯和鈦酸異丙酯中的一種或幾種。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，其正極由權利要求1～3任意一項所述的正極材料或權利要求4～9任意一項所述的制備方法制備得到的正極材料。