[發明專利]一種ZnO2

在審

• 申請號: 202010394055.0
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN111554900A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 鄧李金
• 申請（專利權）人: 鄧李金
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/525;H01M10/0525
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及鋰離子電池技術領域，且公開了一種ZnO₂包覆納米La摻雜LiCoO₂的正極材料，包括以下配方原料及組分：酒石酸、尿素、三維多孔磷酸錳鐵鋰。該一種ZnO₂包覆納米La摻雜LiCoO₂的正極材料，納米形貌的La摻雜LiCoO₂，La取代了部分Co的晶格，在晶體中產生晶格畸變和缺陷，縮短了鋰離子的傳輸路徑，促進了鋰離子的傳輸和遷移，納米La摻雜LiCoO₂的外層包覆一層ZnO₂，可以避免La摻雜LiCoO₂與電解液直接接觸，減少La摻雜LiCoO₂與電解質副反應的發生，提高了正極材料電化學循環穩定性，同時在鋰離子電池的充放電過程中，ZnO₂發生反應生成Li₂ZrO₃，Li₂ZrO₃可以提高了正極材料的離子導電性，進一步促進鋰離子的傳輸和遷移，提高了正極材料的倍率性能。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體為一種ZnO₂包覆納米La摻雜LiCoO₂的正極材料及其制法。

背景技術

鋰離子電池主要通過鋰離子在正極和負極循環脫出和嵌入來工作，鋰離子電池具有輸出電壓高、能量密度大、循環性能溫度、使用壽命長、污染很小等優點，鋰離子電池主要由正極材料、負極材料、隔膜、電解液等組成，其中正極材料占鋰離子電池的比重很多，也直接影響著鋰離子電池的電化學性能。

目前的鋰離子電池正極材料主要有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳鈷錳三元材料等，其中鈷酸鋰LiCoO₂具有體積能量密度高、振實密度大和理論比容量高等優點，是一種極具潛力的鋰離子電池正極材料，但是LiCoO₂的本征電導率不高，鈷酸鋰正極材料的導電性能較差，不利于電子的傳輸和擴散，并且在高電壓下，鈷酸鋰正極材料會與電解質之間發生強烈的副反應，并且會使鋰離子發生不可能的脫出和嵌入的過程，導致材料基體損耗甚至分解，嚴重影響了正極材料和鋰離子電池的實際比容量和倍率性能。

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種ZnO₂包覆納米La摻雜LiCoO₂的正極材料及其制法，解決鈷酸鋰正極材料的導電性能較差的問題，同時解決了在高電壓下，鈷酸鋰正極材料會與電解質之間發生的副反應的問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種ZnO₂包覆納米La摻雜LiCoO₂的正極材料，包括以下原料及組分：硝酸鋯，硝酸鈷、硝酸鋰、硝酸鑭、檸檬酸，其中硝酸鈷、硝酸鋰、硝酸鑭、檸檬酸的物質的量比為100:100:0.5-2:200-260

優選的，所述ZnO₂包覆納米La摻雜LiCoO₂的正極材料制備方法如下：

(1)向反應瓶中加入適量的蒸餾水溶劑、硝酸鈷、硝酸鋰、硝酸鑭和檸檬酸，攪拌溶解后加入氨水調溶液pH至中性，將反應瓶至于油浴鍋中，加熱至70-90℃，勻速攪拌反應直至蒸餾水蒸發形成凝膠狀，將凝膠狀產物充分干燥后，研磨成細粉，置于電阻爐中，升溫速率為5-10℃/min，升溫至300-350℃保溫處理1-2h，再升溫至580-620℃，保溫煅燒3-6h，將煅燒產物研磨成細粉，制備得到納米La摻雜LiCoO₂。