[發(fā)明專利]一種高循環(huán)性能和高安全性能的鋰離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010073074.3
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111244428B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜小紅;李國華;高云芳;王俊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/42;H01M10/0525
• 代理公司: 浙江千克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 冷紅梅

1.一種高循環(huán)性能和高安全性能的鋰離子電池正極材料的制備方法，鋰離子電池以Al₂O₃面包覆的LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂為正極材料，以石墨為負(fù)極材料，以多孔聚乙烯膜為隔膜、隔膜表面涂覆陶瓷材料，以含1.0 mol/L鋰鹽LiPF₆的DMC/EC/EMC混合溶液為電解液；所述Al₂O₃面包覆的LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂由如下方法制備獲得：

（1）將異丙氧基鋁溶于無水異丙醇中，配制成濃度為0.5~2wt%的稀溶液；

（2）將LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂材料置于異丙氧基鋁-異丙醇稀溶液中，加以氮?dú)獗Ｗo(hù)，在常溫下攪拌8~12小時后，停止氮?dú)獗Ｗo(hù)，通入空氣，使之發(fā)生水解反應(yīng)；

（3）過濾并烘干，并在400~600℃下熱處理8~12 h，得到所述Al₂O₃面包覆的LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于正極按如下方法制得：Al₂O₃面包覆的LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂與導(dǎo)電劑乙炔黑以及粘結(jié)劑聚偏氟乙烯按質(zhì)量比80:10:10混合，加入溶劑N-甲基吡咯烷酮制成漿料，將漿料涂覆于厚度為12 μm的鋁箔上，120 ℃真空干燥，輥壓成片，作為鋰離子電池正極。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟（2）中所述異丙氧基鋁用量以鋁元素計(jì)為LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂材料質(zhì)量的0.5~5%。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂材料由如下方法制得：

（1）稱取化學(xué)計(jì)量比為6:2:2的NiSO₄、CoSO₄和MnSO₄，加入蒸餾水中配成濃度為2.0mol/L的混合溶液；

（2）將步驟（1）中的混合溶液緩慢加入惰性氣體保護(hù)的共沉淀反應(yīng)釜中，配制4.0 mol/L NaOH溶液作為沉淀劑和3 mol/L NH₃·H₂O溶液作為螯合劑，并依次加入反應(yīng)釜中進(jìn)行共沉淀；加料速度控制在0.8~1 L/h，攪拌速率控制在200~300 r/min，控制溫度為55±2 ℃，pH值為10.5，液相共沉淀產(chǎn)物陳化時間為8 h；

（3）過濾、洗滌和干燥步驟（2）中的共沉淀反應(yīng)產(chǎn)物，得到了鎳鈷錳復(fù)合氫氧化物前驅(qū)體[(Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2)](OH)₂；

（4）將步驟（3）中的前驅(qū)體與Li₂CO₃放入研缽中研磨均勻，先在空氣中預(yù)燒結(jié)5 h，然后在840℃下進(jìn)行12 h的高溫煅燒，最終制得LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂三元材料。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于[(Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2)](OH)₂和Li₂CO₃中Li:（Ni+Co+Mn）物質(zhì)的量之比為1.12 : 1。