[發(fā)明專(zhuān)利]一種固態(tài)鋰電池用表面改性正極材料及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810412171.3 | 申請(qǐng)日: | 2018-05-03 |
| 公開(kāi)(公告)號(hào): | CN109473636A | 公開(kāi)(公告)日: | 2019-03-15 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 王霄鵬;劉亞飛;陳彥彬;李晶晶;邵宗普 | 申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人: | 北京當(dāng)升材料科技股份有限公司 |
| 主分類(lèi)號(hào): | H01M4/36 | 分類(lèi)號(hào): | H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/0525 |
| 代理公司: | 暫無(wú)信息 | 代理人: | 暫無(wú)信息 |
| 地址: | 100160 北京市豐臺(tái)區(qū)*** | 國(guó)省代碼: | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書(shū): | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū): | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 正極材料 固態(tài)鋰電池 制備 正極活性物 表面改性 聚合物固態(tài)電解質(zhì) 電子傳導(dǎo)能力 表面包覆層 界面穩(wěn)定性 界面阻抗 包覆層 電性能 鋰離子 改性 催化 腐蝕 | ||
1.一種固態(tài)鋰電池用表面改性正極材料,其特征在于,包括正極活性物基體和基體表面的活性包覆層,平均粒徑D50為2~30μm;
所述正極活性物基體為鎳鈷錳酸鋰,化學(xué)式為L(zhǎng)iaNixCoyMn1-x-y-zMzO2,其中0.95≤a≤1.05,0≤z≤0.05,x+y+z=1,M為Ga、Sc、In、Y、Ce、Co、La、Cr、Mo、Mn、Fe、Hf、Zr、W、Nb、Sm、Al中至少一種元素;
所述活性包覆層的化學(xué)式為L(zhǎng)i4-αM'αTi5-β-γMβM'γO12-δGδ,其中0≤α≤0.4,0≤β≤0.4,0≤γ≤0.4,0≤δ≤0.5,且α、β、δ不同時(shí)為零;M'為Cu、Mg、Zn、Ca 中的至少一種元素;M為W、Mo、Nb、V中的至少一種元素;M'為Ce、Zr、Ge、Al中的至少一種元素;G為F、Cl、Br、I中的至少一種元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鋰電池用表面改性正極材料,其特征在于,所述的活性包覆層厚度為2~100nm,被覆率為70~100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鋰電池用表面改性正極材料,其特征在于,所述的正極活性物基體中的M優(yōu)選為L(zhǎng)a、Mo、Zr、W、Nb、Al中至少一種元素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鋰電池用表面改性正極材料,其特征在于,所述的活性包覆層中的M'優(yōu)選為Mg、Zn、Ca中至少一種元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)鋰電池用表面改性正極材料,其特征在于,所述的活性包覆層中的M''優(yōu)選為W、Mo、V中至少一種元素。
6.一種固態(tài)鋰電池,包括正極、負(fù)極,和聚合物電解質(zhì),其特征在于,所述的正極包含權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)的固態(tài)鋰電池用表面改性正極材料。
7.一種固態(tài)鋰電池用表面改性正極材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)分別配制過(guò)渡金屬Ni、Co、Mn的混合鹽溶液、含M源的摻雜物溶液、堿溶液以及絡(luò)合劑溶液;
(2)將步驟(1)的混合鹽溶液、摻雜物溶液、堿溶液和絡(luò)合劑溶液,以并流的方式連續(xù)加入反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng),將產(chǎn)物經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、烘干、篩分后得到前驅(qū)體;
(3)將鋰源與前驅(qū)體,按照Li /(Ni+Co+Mn+M)的摩爾比=0.95~1.05進(jìn)行混料處理,在600~1100℃煅燒4~24h,最后將燒結(jié)產(chǎn)物進(jìn)行過(guò)破碎、過(guò)篩得到正極活性物基體;
(4)按照包覆物L(fēng)i4-αM'αTi5-β-γMβM'γO12-δGδ的化學(xué)計(jì)量比,將鈦源、鋰源、M'源、M源、M'源、陰離子G源溶于溶劑,并加入添加劑,充分?jǐn)嚢韬笮纬苫旌弦篈;
(5)將正極活性物基體加入步驟(4)的混合液A,在50~100℃下持續(xù)加熱攪拌1~5h,隨后干燥,得到干粉;
(6)將所述干粉過(guò)篩處理后進(jìn)行煅燒,反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫,粉碎、過(guò)篩,得到固態(tài)鋰電池用表面改性正極材料;
所述的M源為Ga、Sc、In、Y、Ce、Co、La、Cr、Mo、Mn、Fe、Hf、Zr、W、Nb、Sm、Al中至少一種元素的金屬鹽;
所述的M'源為Cu、Mg、Zn、Ca、中至少一種元素的金屬鹽;M源為W、Mo、Nb、V中至少一種元素的金屬鹽;M'源為Ce、Zr、Ge、Al中至少一種元素的金屬鹽;G源為可溶性的Li、M'、M或M'元素的金屬鹵化物中的至少一種。
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