[發明專利]一種表面改性富鋰錳基正極材料的制備方法和鋰離子電池

在審

• 申請號: 201911150168.X
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110890541A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 任志敏;王振堯;趙立川;王建濤;盧世剛;龐靜
• 申請（專利權）人: 國聯汽車動力電池研究院有限責任公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 盛大文

1.一種表面改性富鋰錳基正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1)，將富鋰錳基正極的原始料與快離子導體包覆液混合均勻，固液分離，得到表面改性富鋰錳基正極材料前體；所述快離子導體包覆液中的溶質選自可溶性磷酸氫鹽、焦磷酸鹽和偏鋁酸鹽中的一種或幾種，溶劑為水；

步驟2)，將步驟1)得到的表面改性富鋰錳基正極材料前體進行熱處理，得到表面改性富鋰錳基正極材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶質選自磷酸氫二胺、偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀、焦磷酸鉀和焦磷酸鈉中的一種或幾種，所述溶劑為去離子水；優選的，所述溶質選自偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀、焦磷酸鉀、焦磷酸鈉，更優選為偏鋁酸鉀或偏鋁酸鈉；所述快離子導體包覆液的濃度為0.01-1mol/L，優選為0.05-0.5mol/L％。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述溶質按陰離子計，所述溶質與所述原始料的摩爾比為1％-10％，優選為2％-5％。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，步驟1)中，所述富鋰錳基正極材料具有式(I)所示通式：

xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂ (I)

其中，0.1≤x≤0.9，M選自Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Ti、Mo、Ru、V、Nb、Zr和Sn中的一種或多種，優選為0.2≤x≤0.5，M至少包括Ni、Co、Mn三種元素。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，所述富鋰錳基正極材料的原始料的總堿量不低于0.5％，所述表面改性富鋰錳基正極材料的總堿量低于0.2％，和/或，所述表面改性富鋰錳基正極材料表面原位生長有快離子導體包覆物，所述快離子導體為磷酸鋰、偏鋁酸鋰和焦磷酸鋰中的一種或幾種。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，步驟2)中，所述改性富鋰錳基正極材料表面形成的包覆物中的鋰的來源為步驟1)中所述原始料的表面殘余的碳酸鋰、氫氧化鋰和/或游離態鋰離子。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，步驟1)中，混合均勻后采用固液分離的方法去除溶有殘余鋰的液體，所述固液分離的方法為離心或抽濾，優選為抽濾。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其特征在于，步驟2)中，所述熱處理的溫度為300-800℃，處理時間為0.5-10h，優選的，所述熱處理的溫度為500-650℃，處理時間為2-5h。

9.一種如權利要求1-8任一項所述的方法制備得到的表面改性富鋰錳基正極材料。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，包括正極、負極和電解質，所述正極包括權利要求9所述的表面改性富鋰錳基正極材料。