[發明專利]一種磷酸鋁包覆富鋰釕基金屬氟氧化物正極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910476898.2
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110265658A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 楊志遠;王聰;張天賜;陳中華
• 申請（專利權）人: 湖北鋰諾新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/58
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

本發明鋰電池正極材料制備領域，尤其涉及一種磷酸鋁包覆富鋰釕基金屬氟氧化物正極材料的制備方法，包括步驟：1)Li₂Ni_1/3Ru_2/3O₂F正極材料的制備：將Li₂O、LiF、NiO和RuO₂球磨制成混合粉末，首先將混合粉末在有氧環境中600℃煅燒8～10小時，然后在有氧環境中900～950℃煅燒20～24小時得到Li₂Ni_1/3Ru_2/3O₂F正極材料；2)磷酸鋁包覆：將Al(NO₃)₃·9H₂O、(NH₄)₂HPO₄和Li₂Ni_1/3Ru_2/3O₂F正極材料在去離子水中混合均勻得到混合溶液，將混合溶液干燥后，在氮氣氣氛中600～700℃煅燒得到磷酸鋁包覆的富鋰釕基金屬氟氧化物正極材料。得到的磷酸鋁包覆富鋰釕基金屬氟氧化物正極材料具有較好電化學性能和循環性能。

技術領域

本發明鋰電池正極材料制備領域，尤其涉及一種磷酸鋁包覆富鋰釕基金屬氟氧化物正極材料的制備方法。

背景技術

近年來，人們發現陽離子無序巖鹽材料LiTMO₂(TM為過渡金屬)是一種具有穩定的NaCl型Fm-3m結構、牢固的氧網絡和高容量的新型正極材料。在巖鹽型無序材料中，鋰離子、活性陽離子及非活性陽離子一般被認為占用在空間群Fm-3m的4a位置，而且是隨機分布的，通常，Mn³⁺被用于無序的巖鹽型正極Li_1.3Mn_0.4Nb_0.3O₂，其中，需要用大量的氧氧化還原來克服由Mn³⁺/Mn⁴⁺產生的低容量，這會觸發O損耗，導致大量的電壓和容量衰減。Ceder課題組報道出氟氧化物巖鹽材料Li₂Mn_2/3Nb_1/2O₂F和Li₂Mn_1/2Ti_1/2O₂F，證明了在由Mn²⁺/Mn⁴⁺雙氧化還原和少量O氧化還原結合形成的富鋰無序巖鹽正極中可以實現高容量和能量密度，在1.5～5.0V的10mA/g電流密度下，Li₂Mn_2/3Nb_1/2O₂F放電容量為317mAh/g，能量密度為995Wh/kg，但是循環25圈后容量降低為200mAh/g左右，此類富鋰錳基巖鹽型材料的循環性能較差。

目前，富鋰釕基金屬氧化物Li₂Ni_1/3Ru_2/3O₃被人們發現，其具有穩定的NaCl型Fm-3m結構、牢固的氧網絡，但是其電容量和循環性能不能滿足鋰電池的正極材料的要求。

發明內容

為了解決以上問題，本發明的目的是提供一種具有較好電化學性能和循環性能的磷酸鋁包覆富鋰釕基金屬氟氧化物正極材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明所設計的磷酸鋁包覆富鋰釕基金屬氟氧化物正極材料的制備方法，包括步驟：