[發(fā)明專利]一種導(dǎo)電聚合物包覆鎳鈷錳酸鋰的正極材料及其正極極片

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711474630.2
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN108155367A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉兵學(xué);樊騰飛;張洪坤;柏祥濤;班麗清;莊衛(wèi)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)聯(lián)汽車動(dòng)力電池研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電聚合物包覆鎳鈷錳酸鋰的正極材料，所述正極材料由如下方法制得：將質(zhì)量比為0.5～0.8:100的聚合物單體和鎳鈷錳酸鋰材料充分分散在弱酸性溶液中，再加入氧化劑，將其置于0～30℃溫度下，超聲反應(yīng)1～4h，過濾、洗滌、干燥，即得正極材料。本發(fā)明所制備的表面包覆導(dǎo)電聚合物的正極材料可有效抑制錳元素的析出，從而提高材料的循環(huán)壽命，同時(shí)，由于材料表面包覆聚合物，可降低材料的pH值，提高材料的加工性能。本發(fā)明同時(shí)提供了由上述正極材料制得的正極極片和電池，所述正極極片和電池在實(shí)際應(yīng)用中體現(xiàn)出優(yōu)異的應(yīng)用性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰電池的正極材料，具體涉及一種導(dǎo)電聚合物包覆鎳鈷錳酸鋰的正極材料及其正極極片與電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池是新一代的綠色高能電池，具有電壓高、能量密度大、循環(huán)性能好、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)等突出優(yōu)點(diǎn)，因此深受人們的歡迎。在鋰離子電池中，正極材料是最重要的部分，目前，研究最多的正極材料是鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳酸鋰和鎳鈷錳酸鋰，由于鎳鈷錳酸鋰具有比容量高，放電倍率佳等優(yōu)點(diǎn)，因此備受青睞。但是鎳鈷錳酸鋰正極材料在充放電過程中，電解液會(huì)溶解正極材料中的過渡金屬，導(dǎo)致電池循環(huán)性能差，電化學(xué)性能不穩(wěn)定，因此亟待解決此問題。

目前一般解決的方法是對(duì)三元材料進(jìn)行表面包覆，主要包覆無(wú)機(jī)物，如氟化物(如CaF₂)、氧化鋁、二氧化錳。由于氟化鈣及氧化鋁等無(wú)機(jī)物電子電導(dǎo)率及質(zhì)子電導(dǎo)率均比較低，表面包覆在改善材料循環(huán)壽命的同時(shí)，不可避免的降低材料的倍率性能，同時(shí)無(wú)機(jī)顆粒在包覆均勻性上也存在問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)電聚合物包覆鎳鈷錳酸鋰的正極材料，以解決已有正極材料的上述缺陷。

具體地，本發(fā)明所提供的正極材料由如下方法制得：將質(zhì)量比為0.5～8:100的聚合物單體和鎳鈷錳酸鋰材料充分分散在弱酸性溶液中，再加入氧化劑，將其置于0～30℃溫度下，反應(yīng)1～4h，過濾、洗滌、干燥，即得正極材料。

其中，所述聚合物單體選自苯胺、吡咯、噻吩、3,4-乙撐二氧噻吩中的一種或多種。

其中，所述鎳鈷錳酸鋰材料三種元素中鎳和鈷的摩爾比為1～8:1～2，鈷和錳的摩爾比為1～2:1～3；

優(yōu)選地，所述鎳鈷錳酸鋰材料中鎳、鈷、錳三種元素的摩爾比為8:1:1或6:2:2或5:2:3或1:1:1。

其中，所述弱酸性溶液中的酸選自甲酸、草酸、醋酸中的一種或多種，優(yōu)選為甲酸；

優(yōu)選地，所述弱酸性溶液的濃度為0.1～0.8mol/L；

優(yōu)選地，每20mL所述弱酸性溶液中加入0.05～0.15g的所述聚合物單體。

其中，所述氧化劑選自過硫酸銨、雙氧水、高錳酸鉀、重鉻酸鉀中的一種或多種。

其中，所述反應(yīng)在超聲條件下進(jìn)行，所述超聲的功率為200w～1000w，超聲的時(shí)間1～4h。

優(yōu)選的，所述超聲的功率為600W～800W，超聲的時(shí)間為2～4h。

其中，所述洗滌具體為：采用弱酸性溶液、丙酮、去離子水依次洗滌2～6次。

其中，所述干燥具體為：在60～100℃的溫度下，干燥1～24h。

本發(fā)明提供的一種優(yōu)選方案，所述的正極材料，由如下方法制得：將質(zhì)量比為2～3:100的聚合物單體和鎳鈷錳酸鋰材料充分分散在甲酸性溶液中，按聚合物單體：過硫化銨的摩爾比為1:1的比例再加入過硫化銨，將其置于0～30℃溫度下，以600～800W功率，超聲反應(yīng)2～4h，過濾、洗滌、干燥，即得正極材料，