[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

本發明屬于鋰電池材料制備方法技術領域，尤其涉及一種由金屬氧化物包覆的正極添加物及其制備方法，正極添加劑基體由通式Li_5±xM_yN_zO₄表示，0≤x≤3，0≤y≤1，0≤z≤1，y+z＝1，其中M為選自Fe、Al、Co、Mn、Zn中的任意一種或多種，N為Fe、Al、Co、Mn、Zn、Ir、Pt、Ni、Sb、Te、Ti、V、Mo、Nb、B、Si、Ge、Sn中的一種或多種。其包覆物為金屬氧化物A_mO_n，其中O為氧，A為選自含Al、Ti、Zn、Mg、Cu、V、Si、Ag、Ca、Zr、Nb、La中的一種或多種，m、n為整數。富鋰Li_5±xM_yN_zO₄材料外包覆穩定的金屬氧化物A_mO_n可以起到隔絕空氣，提高材料化學穩定性的作用。

技術領域

本發明屬于鋰電池材料制備方法技術領域，尤其涉及一種由金屬氧化物包覆的正極添加物及其制備方法。

背景技術

近年來，鋰離子二次電池作為一種可循環清潔能源得到了廣泛的關注，在電池的首次充電過程中由于固體電解質膜(SEI膜)的形成會導致部分鋰的消耗，由此造成正極材料中鋰的損失，從而降低電池的容量和首次效率。

專利文獻(US8835027B2)報道了一種通式為xLi₂O·yMO_z(0＜x≤4，0＜y≤1，0＜z≤3，M為過渡金屬)的化合物，指出該類化合物具有較高的比容量。文獻(Chem.Chem.Phys.,2014,16,22073)中對通式為xLi₂O·yMO_z的化合物進行了理論計算，其中以Li₅FeO₄、Li₆CoO₄，Li₆ZnO₄等為代表的化合物具備高的理論比容量(＞800mAh/g)，由此引起了人們廣泛的關注，認為其可以用作正極添加劑使用，補充電池在首次充電過程中由于固體電解質膜(SEI膜)的形成而消耗的鋰，從而達到提高全電池首次效率的目的。

但由于此類材料富Li，殘堿量較高，在空氣中結構不穩定性，容易與水和CO₂發生反應分解，該特性使得此類材料的使用和儲存對環境要求極其苛刻，因此限制了其在鋰電池領域的廣泛應用。

發明內容：

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種由金屬氧化物包覆的正極添加物及其制備方法，所述添加劑為一種由金屬氧化物包覆的過渡金屬基多元富鋰材料。采用所選的金屬氧化物對富鋰添加劑Li_5±xM_yN_zO₄進行包覆，能夠減少或中和Li_5±xM_yN_zO₄中殘留的堿，同時使Li_5±xM_yN_zO₄隔絕空氣，材料結構穩定性提高，儲存時間延長。

本發明提供的技術方案如下：