[發明專利]一種循環性能好的鋰離子電池正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810636243.2
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108695514A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 崔超
• 申請（專利權）人: 湖南圖強科技開發有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥市科融知識產權代理事務所(普通合伙) 34126
• 代理人: 陳思聰

本發明公開了一種循環性能好的鋰離子電池正極材料及其制備方法，包括以下重量份的原料：鐵鹽12?18份、磷酸鹽15?18份、鋰鹽10?15份、五氧化二釩4?7份、酒石酸4.5?6.6份、梨子單寧2.4?4份、質量分數為8?15％的氨水8?14份、骨膠3?6份、聚苯胺3?4.5份、甘氨酸1.8?2.7份、葡萄糖4?5.5份和藍莓5?7份。本發明原料來源廣泛，通過對不同的原料進行不同的制備工藝，在各種原料的協同作用下，可以調節元素摻雜比例，降低材料內部的阻抗，提高導電性，提升容量，再經過干燥、一次燒結和二次燒結，制備的成品具有良好的電容量和循環性能。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，具體是一種循環性能好的鋰離子電池正極材料。

背景技術

由于以石油和煤為主的化石燃料的不斷消耗，以及對于環境污染的不斷加重，如當前的霧霾天氣以及汽車尾氣已經成為人類健康的頭號殺手等，已經嚴重影響人類健康和生存環境。越來越多的人將目光投向新能源技術，開發新能源成為眾多國家的能源戰略重點，鋰電池是其中的一個重要方向，鋰離子電池以其優異的性能正成為最有潛力的動力源之一。

鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池，與鉛酸、鎳鎘、鎳氫等傳統的二次電池相比，鋰離子電池具有工作電壓高、體積小、質量輕、容量密度高、無記憶效應、無污染，以及自放電小、循環壽命長等優點，逐漸取代了傳統的鉛酸電池等化學電源。特別是隨著能源與環境問題的日益凸顯，鋰離子電池得到了越來越多的重視。

鋰離子電池正極材料的研究是最活躍的方向之一。目前商業化鋰離子電池所使用的正極材料主要為嵌鋰過渡金屬氧化物,包括鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰三元體系等。現在常用的鈷酸鋰材料因為價格昂貴、化學穩定性和熱穩定性較差等問題抑制了其在大容量電池上的應用。價格低廉的錳酸鋰材料容量較低，高溫循環性較差，并沒有在國內得到廣泛的推廣。三元材料雖然具有較高的能量密度，但是安全性相對較差。磷酸鐵鋰正極材料具有原料成本低、環境友好、平臺電壓平穩、熱穩定性好、安全性好等優點，但是磷酸鐵鋰正極材料的比容量低，循環性能差，這就急需人們進行改善。

發明內容

本發明的目的在于提供一種循環性能好的鋰離子電池正極材料，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種循環性能好的鋰離子電池正極材料，包括以下重量份的原料：鐵鹽12-18份、磷酸鹽15-18份、鋰鹽10-15份、五氧化二釩4-7份、酒石酸4.5-6.6份、梨子單寧2.4-4份、質量分數為8-15％的氨水8-14份、骨膠3-6份、聚苯胺3-4.5份、甘氨酸1.8-2.7份、葡萄糖4-5.5份和藍莓5-7份。

作為本發明進一步的方案：鐵鹽和鋰鹽均采用硫酸化合物、磷酸化合物和醋酸化合物中的至少一種，磷酸鹽包括磷酸鉀、磷酸鎂、磷酸鈉和磷酸鋁的一種或者幾種的混合物。

作為本發明進一步的方案：五氧化二釩的粒徑為36-75um。

所述循環性能好的鋰離子電池正極材料的制備方法，具體步驟如下：

步驟一，將藍莓粉碎并且在PH值為5-6、溫度為50-75攝氏度的混合溶液中浸提1.5-2.5小時，混合溶液包括質量比為3-5.6：2-3.3：1的氧化三甲胺、香菇多糖和水，過濾、離心和分離得到藍莓提取液；

步驟二，將鐵鹽、磷酸鹽、鋰鹽、酒石酸、聚苯胺和葡萄糖混合并且加入其總重量2.4-3.8倍的去離子水，在40-48攝氏度和750-960rpm的轉速下攪拌20-35分鐘，然后在60-65攝氏度和1500-1800rpm的轉速下攪拌45-60分鐘，得到第一混合物；

步驟三，將五氧化二釩、甘氨酸、葡萄糖和藍莓提取液加入球料比為60-72:1的球磨機中，將球磨產物加入氨水中并且超聲波振蕩均勻，得到第二混合物；