[發明專利]一種由金屬氧化物包覆的正極添加物及其制備方法

在審

• 申請號: 201810165929.8
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN110212167A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 劉建紅;王興勤;劉娜;王賽;吳寧寧
• 申請（專利權）人: 中信國安盟固利動力科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京市京大律師事務所 11321
• 代理人: 李光松

1.一種表面包覆金屬氧化物A_mO_n的正極添加劑A_mO_n/Li_5±xM_yN_zO₄的制備方法，其中：O為氧，A為選自含Al、Ti、Zn、Mg、Cu、V、Si、Ag、Ca、Zr、Nb、La中的一種或幾種，m、n為整數；0≤x≤3，0≤y≤1，0≤z≤1，y+z＝1，M為選自Fe、Al、Co、Mn、Zn中的一種或幾種，N為Fe、Al、Co、Mn、Zn、Ir、Pt、Ni、Sb、Te、Ti、V、Mo、Nb、B、Si、Ge、Sn中的一種或幾種，其特征在于，該正極添加劑A_mO_n/Li_5±xM_yN_zO₄采用以下步驟制得：

(1)按原子摩爾比Li:M:N＝(5±x):y:z(0≤x≤3，0≤y≤1，0≤z≤1，y+z＝1)稱取鋰源和過渡金屬源，放入球磨機中混料1～4h，將混合后的料過篩得到混合粉體；

(2)將步驟(1)所得混合粉體置于氣氛爐中，在惰性保護氣氛下升溫至700～900℃，保溫4～72h后自然冷卻至室溫得到富鋰的Li_5±xM_yN_zO₄材料；

(3)將步驟(2)所得富鋰Li_5±xM_yN_zO₄與包覆產物金屬氧化物A_mO_n的原材料按一定比例稱取，加入適量分散劑調節固含量，球磨攪拌后得復合漿料；

(4)將步驟(3)所得復合漿料，在一定氣氛中干燥后得到富鋰Li_5±xM_yN_zO₄與包覆產物金屬氧化物A_mO_n的原材料混合物；

(5)將步驟(4)所得混合物，在保護氣氛下200～500℃，保溫2～10h后冷卻至室溫得到A_mO_n/Li_5±xM_yN_zO₄。

2.按照權利要求1中所述制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述鋰源為氫氧化鋰、碳酸鋰、磷酸鋰、磷酸氫二鋰、磷酸二氫鋰、硫酸鋰、乙酸鋰、硝酸鋰、氟化鋰、氯化鋰、溴化鋰、草酸鋰、甲酸鋰、叔丁醇鋰、苯甲酸鋰和檸檬酸鋰中的一種或幾種。

3.按照權利要求1中所述制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述過渡金屬源為過渡金屬元素氧化物、硫化物、氮化物、二硫化物、磷化物、氫氧化物、氯化物中的一種或幾種。

4.按照權利要求1中所述制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述惰性保護氣氛為氮氣、氬氣中的一種或幾種。

5.按照權利要求1中所述制備方法，其特征在于：步驟(3)中所述分散劑為乙醇、甲醇、甲苯、苯氧乙醇、苯甲醇、丁二醇、丙三醇、戊烷、己烷、氯苯、乙醇胺、醋酸乙酯、丙酮、吡啶、乙酸等中的一種或多種組合，漿料固含量為40wt％～80wt％，球磨攪拌時間0.5～4h。

6.按照權利要求1中所述制備方法，其特征在于：步驟(3)中所述包覆產物金屬氧化物A_mO_n的原材料為含Al、Ti、Zn、Mg、Cu、V、Si、Ag、Ca、Zr、Nb、La的納米尺寸的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物中的一種或多種，且顆粒尺寸為10～200nm。

7.按照權利要求1中所述制備方法，其特征在于：步驟(3)中稱取的富鋰材料與最終包覆產物金屬氧化物A_mO_n質量百分比為80％～99.9％；所述干燥的溫度為60～200℃之間，干燥氣氛為氮氣或氬氣或真空干燥。將步驟(5)中燒結保護氣氛為氮氣或氬氣的惰性氣氛。