[發明專利]復合正極材料、其制備方法及鋰離子電池

有效

• 申請號: 201811484313.3
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109616642B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 陳敏;唐澤勛;商士波;鄒少良
• 申請（專利權）人: 桑頓新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶

本申請涉及一種復合正極材料、其制備方法及鋰離子電池。其中，復合正極材料包括正極材料基體和包覆在正極材料基體表面的金屬簇合物，該金屬簇合物為XMo₆S₈，X為Cu、Pb或Sn。上述復合正極材料，采用謝弗雷爾相的超導金屬簇合物XMo₆S₈對正極材料基體進行包覆改性，顯著提高了正極材料基體的電導率，改善了正極材料基體的大倍率充放電能力、降低了正極材料基體在大電流密度下循環容量的衰減、提高了其高倍率循環性能；同時，有效降低了電池內阻，提高了動力電池的功率密度，適應動力電池快速充放電的需求。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池正極材料技術領域，特別是涉及復合正極材料、其制備方法及鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池因其具有高的能量密度、優異的循環性能和穩定的工作電壓等優點，目前已得到廣泛應用，并且市場對鋰離子電池的需求還在不斷大，尤其是電動汽車市場。

近年來，新能源汽車銷量持續增長，帶動了鋰離子電池的高速發展，但高速發展的背后依然存在諸多問題，尤其是能量密度低、充電慢、大倍率放電容量衰減等問題，限制了鋰離子電池的進一步發展，而鋰離子正極材料是鋰離子電池的重要組成部分，也是鋰離子電池性能的關鍵點。因此，隨著動力電池對高能量密度、高功率密度的要求，對于正極材料的導電性、循環容量保持、大倍率放電性能、快速充電等性能還有待進一步提高。

發明內容

基于此，有必要提供一種導電性更好、循環容量保持較好且大倍率放電性能等較好的復合正極材料，具體方案如下。

一種復合正極材料，包括正極材料基體和包覆在所述正極材料基體表面的金屬簇合物，所述金屬簇合物為XMo₆S₈，所述X為Cu、Pb或Sn。

金屬簇合物是金屬原子彼此直接鍵合，形成金屬—金屬鍵的物種，一般金屬原子處于低氧化態時最容易生成金屬—金屬鍵，且過渡金屬生成金屬簇合物的傾向性較大，許多金屬簇合物是無機固體新材料，而謝弗雷爾相的金屬簇合物XMo₆S₈是良好的超導體材料。

上述復合正極材料，采用謝弗雷爾相的超導金屬簇合物XMo₆S₈對正極材料基體進行包覆改性，顯著提高了正極材料基體的電導率，改善了正極材料基體的大倍率充放電能力、降低了正極材料基體在大電流密度下循環容量的衰減、提高了其高倍率循環性能；同時，有效降低了電池內阻，提高了動力電池的功率密度，適應動力電池快速充放電的需求。

在其中一個實施例中，所述金屬簇合物的包覆量為0.5％～5％。

在其中一個實施例中，所述金屬簇合物的粒徑為30nm～200nm。

在其中一個實施例中，所述正極材料基體為LiM_σO_λ，所述M選自Co、Mn、Ni、Al、Fe、P、Mg、V、Ti及Zr中的至少一種，0.5≤σ≤4.0；1≤λ≤5。

在其中一個實施例中，所述正極材料基體為LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂，所述金屬簇合物為CuMo₆S₈；或所述正極材料基體為LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂，所述金屬簇合物為SnMo₆S₈；或所述正極材料基體為LiNi_0.80Co_0.15Al_0.5O₂，所述金屬簇合物為PbMo₆S₈；或所述正極材料基體為LiFePO₄，所述金屬簇合物為PbMo₆S₈。