[發明專利]強氧化性酸處理構造表面具有高價態過渡金屬的無序結構鋰離子電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810374070.1
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108767208B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 杜春雨;耿天鳳;尹鴿平;徐星;鑒紀源;賀曉書;左朋建;程新群;馬玉林;高云智
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

1.一種強氧化性酸處理構造表面具有高價態過渡金屬的無序結構鋰離子電池正極材料，其特征在于，包括：鋰離子電池正極材料和具有高價態過渡金屬的無序結構表面層；

所述具有高價態過渡金屬的無序結構表面層的厚度為3-10nm，且所述高價態過渡金屬為Mn；

所述鋰離子電池正極材料為錳基正極材料LiMn_xM_1-xO₂ ,LiMn_xM_1-xPO₄ ,LiMn_xM_1-xO₄和yLi₂MnO₃·(1-y)LiMn_xM_1-xO₂中的一種或幾種的混合物，其中0x≤1 ,0y≤1，M為Ni，Co，Fe，Ti，Zn，Nb，Cu，Mo，Ba，Ru，Ir，Sr，Cr，Y，Ga，K，Mg，V，Zr中的一種或幾種；

所述強氧化性酸處理構造表面具有高價態過渡金屬的無序結構鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將適量強氧化性酸加入水中，攪拌至混合均勻，配制成強氧化性酸溶液；

步驟二：將鋰離子電池正極材料加入步驟一的溶液中，攪拌使鋰離子電池正極材料表面過渡金屬離子被充分氧化，過濾，洗滌，干燥；

步驟三：將步驟二干燥后的材料進行燒結處理，得到表面具有高價態過渡金屬的鋰離子電池正極材料；

步驟一中的強氧化性酸為高氯酸，高溴酸，高碘酸，次氯酸，過硫酸，重鉻酸中的一種；步驟三中的燒結溫度為400-600℃，燒結時間為2-6h，升溫速度為1-10℃/min。

2.根據權利要求1所述的一種強氧化性酸處理構造表面具有高價態過渡金屬的無序結構鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述步驟一中配制得到的強氧化性酸溶液的濃度為0.1-2g/L。

3.根據權利要求1所述的一種強氧化性酸處理構造表面具有高價態過渡金屬的無序結構鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述步驟二中加入的鋰離子電池正極材料與強氧化性酸的質量比為1-100:1。

4.根據權利要求1所述的一種強氧化性酸處理構造表面具有高價態過渡金屬的無序結構鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述步驟二中的具體工藝參數如下：攪拌時間為0.5-2h，干燥的溫度為50-120℃，干燥時間為8-12h。

5.根據權利要求1所述的一種強氧化性酸處理構造表面具有高價態過渡金屬的無序結構鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述步驟三中的燒結處理中的氣氛為氮氣氣氛，氬氣氣氛，氦氣氣氛，氧氣氣氛中的一種或幾種。