[發明專利]有效提高倍率性能的層狀富鋰錳氧化物正極材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010707220.3
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111732125A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 沈曉彥;潘洪革;張世明;徐嘉;高明霞;劉永鋒;劉金芳;胡丹丹
• 申請（專利權）人: 江蘇海四達電源股份有限公司
• 主分類號: C01G45/00
• 分類號: C01G45/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 趙澤麗;劉依云

1.一種層狀富鋰錳氧化物正極材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：在鋰離子電池層狀富鋰錳氧化物正極材料前驅體制備過程中，摻雜能夠提供LiCoO₂的原材料前驅體，然后高溫熱處理得到層狀富鋰錳氧化物正極材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述層狀富鋰錳氧化物正極材料為xLi₂MnO₃-(1-x)LiMO₂，其中，M選自Ni、Co、Mn、Cr和Fe中的至少一種；0≤x≤1，優選地，0.1≤x≤0.8。

3.根據權利要求1所述的的制備方法，其特征在于，所述原料前驅體的添加量使得LiCoO₂的摻雜量相對于所述層狀富鋰錳氧化物正極材料的摩爾比為0.01～0.7，優選為，0.05～0.4。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述前驅體的制備方法選自噴霧法、共沉淀法、溶膠-凝膠法、燃燒法、固相法和熔融鹽法中的至少一種；

優選地，所述高溫熱處理的氣氛為氧氣、空氣和真空中的至少一種；所述熱處理的溫度為400～1400℃；熱處理的時間為0.5～72小時。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述層狀富鋰錳氧化物正極材料前驅體和所述LiCoO₂的原材料前驅體所采用的原材料各自獨立地選自醋酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽和金屬氧化物中的至少一種。

6.由權利要求1-5任意一項所述的方法制備得到的層狀富鋰錳氧化物正極材料。

7.一種鋰離子電池正極，其特征在于：采用權利要求6所述的正極材料作為正極材料，并與導電劑混合后進行球磨，得到混合料，然后將混合料和粘結劑混合形成漿料，將漿料涂抹在鋁箔上，烘干后，得到鋰離子電池正極。

8.根據權利要求7所述的鋰離子電池正極，其特征在于，所述導電劑選自石墨、乙炔黑、Super P、碳納米管、石墨烯和科性黑中的至少一種；

以所述漿料的總重量為基礎，所述的導電劑含量為的2wt％～30wt％；

優選地，所述粘結劑選自聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈，丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉和海藻酸鈉中的至少一種；

以所述漿料的總重量為基礎，所述粘結劑的用量為1wt％～30wt％。

9.根據權利要求7所述的鋰離子電池正極，其特征在于，所述球磨的步驟包括：球料的質量比為5:1～300:1；球磨轉速為100轉/分鐘-800轉/分鐘；球磨時間為0.5小時-48小時；球磨的氣氛選自空氣、氧氣、氮氣、氫氣、氬氣、二氧化碳和氦氣中的至少一種。

10.一種鋰離子電池，其特征在于：所述鋰離子電池包括正極、可以脫嵌鋰離子的負極以及介于所述負極和正極之間的電解質，其中，所述正極為權利要求7-9中任意一項所述的鋰離子電池正極。