[發(fā)明專利]一種鋰離子電池復(fù)合正極材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811043649.6 | 申請日： | 2018-09-07 |
| 公開（公告）號： | CN109273683B | 公開（公告）日： | 2021-05-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 董彬彬;黃震雷;田娜;張振宇;楊新河;周恒輝 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京泰豐先行新能源科技有限公司;北大先行科技產(chǎn)業(yè)有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 北京君尚知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11200 | 代理人： | 余長江 |
| 地址： | 102200 北京市*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鋰離子電池 復(fù)合 正極 材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供一種鋰離子電池復(fù)合正極材料，包括三元材料，在所述三元材料的表面包覆有鐵的磷酸鹽過渡層，在所述鐵的磷酸鹽過渡層表面包覆有磷酸鐵鋰包覆層，在所述鐵的磷酸鹽過渡層和磷酸鐵鋰包覆層表面包覆有碳包覆層；所述三元材料的化學(xué)式為LiNixCoyM1?x?yO2，其中M為Mn、Al、Mg中的一種，0.6≤x≤1.0，0≤y＜0.4，x+y≤1。本發(fā)明還提供一種鋰離子電池復(fù)合正極材料的制備方法。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋰離子電池材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池復(fù)合正極材料及其制備方法。
背景技術(shù)
隨著電動汽車的快速發(fā)展，鋰離子電池的應(yīng)用越來越廣泛。同時隨著電動汽車對續(xù)航里程的要求越來越高，對鋰離子電池正極材料的能量密度的要求也越來越高。其中高鎳三元材料因為具有比容量高、價格低廉的特點受到廣泛的關(guān)注。但是隨著鎳元素含量的提高，材料的熱穩(wěn)定性不斷降低，電池的安全問題也更加突出。
目前，有研究者通過使用磷酸錳鐵鋰或磷酸鐵鋰和三元材料進行混合使用來改善三元鋰離子電池的安全性。例如公開號為CN104300123A的中國發(fā)明專利申請公開了在調(diào)漿階段將磷酸鐵鋰和三元材料混合得到漿料，然后經(jīng)過涂布、干燥得到正極片。但是該專利只是在調(diào)漿階段將磷酸鐵鋰和三元材料進行物理攪拌混合，兩者之間沒有強有力的結(jié)合，既不能保證物料的均勻性，也不能保證包覆的完整有效性，因此對安全性的改善有限。
公開號為CN107546379A的中國發(fā)明專利申請公開了通過機械融合方法將磷酸錳鐵鋰固定在三元材料顆粒表面，雖然在一定程度上增強了三元材料和磷酸錳鐵鋰之間的結(jié)合力，改善了在調(diào)漿階段混合三元材料和磷酸錳鐵鋰時由于兩者密度不同容易偏析的問題。但是，該專利中磷酸錳鐵鋰與三元材料仍是通過物理作用力相結(jié)合，而且兩者之間通過表面點接觸相連接。并且三元材料和磷酸錳鐵鋰之間由于粘結(jié)劑的加入從而限制其整體的電子傳輸，不能形成有效的包覆層。
公開號為CN105355880A的中國發(fā)明專利申請公開了通過在三元材料表面原位合成磷酸鐵鋰的方法，這種方法包覆的磷酸鐵鋰層較均勻，但是，在合成磷酸鐵鋰的過程中需要較高溫度，在高溫下三元材料容易與磷酸鐵鋰發(fā)生反應(yīng)，從而影響材料整體性能的發(fā)揮。
Bonani Seteni等人(Seteni B,Rapulenyane N,Ngila J C,et al.Coatingeffect of LiFePO4and Al2O3on Li1.2Mn0.54Ni0.13Co0.13O2cathode surface for lithiumion batteries[J].Journal of Power Sources,2017,353:210-220.)通過在乙醇中將富鋰三元材料和納米磷酸鐵鋰混合干燥后燒結(jié)處理，來提高富鋰三元材料的循環(huán)、倍率等電化學(xué)性能，其存在富鋰三元材料和磷酸鐵鋰在高溫下發(fā)生反應(yīng)的風(fēng)險。
W.-S.Kim等人(Kim W S,Kim S B,Jang I C,et al.Remarkable improvement incell safety for Li[Ni0.5Co0.2Mn0.3]O2coated with LiFePO4[J].Journal of Alloys andCompounds,2010,492(1-2):L87-L90.)通過一種干法包覆機器以及后續(xù)的高溫?zé)崽幚韺⒘姿徼F鋰包覆在三元材料表面，其同樣存在三元材料和磷酸鐵鋰在高溫下發(fā)生反應(yīng)的風(fēng)險。
以上專利以及文獻提供的方法均無法提供一種有效的包覆手段以改善循環(huán)以及安全問題。
發(fā)明內(nèi)容
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