[發明專利]一種雙重修飾的鋰離子電池正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010804697.3
• 申請日: 2020-08-12
• 公開（公告）號: CN112002897A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 歐星;范鑫銘;劉赟;張佳峰;張寶
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;C01B25/45;C01G53/00
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1.一種雙重修飾的鋰離子電池正極材料，其特征在于，正極材料組成成分為LiNi_xMn_yO₂，快離子導體層的組成成分為Li_pSc_rTi_w(PO₄)₃，其中，x、y、p、r、w為摩爾數，0.7≤x1，0y≤0.3，x+y＝1；3.2≤p+r+w≤3.5，1.2≤p≤1.8，0.1≤r≤0.8，1.2≤w≤1.9。

2.如權利要求1所述的一種雙重修飾的鋰離子電池正極材料及其制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)用共沉淀反應得到前驅體Ni_xMn_y(OH)₂，將所得的Ni_xMn_y(OH)₂前驅體材料與鋰源進行均勻混合，在氧氣氣氛下進行兩段燒結，得到正極材料LiNi_xMn_yO₂。

(2)以摩爾比計，將鈧源與鋰源均勻分散于有機溶劑中，然后加入磷源與鈦源，分散均勻得混合液；加入將步驟(1)制備的正極材料LiNi_xMn_yO₂，調整固液比為1g:6mL，在60～80℃蒸發3～5h，并在90～110℃真空干燥8～12h，把得到預燒物充分進行研磨，得預燒粉末，在氧氣氣氛下燒結處理，獲到磷酸鈦鈧鋰修飾的正極材料。

(3)將制備的導電聚合物與步驟(2)中制備的磷酸鈦鈧鋰為第一包覆層的正極材料，混合均勻，采用機械融合法反應，合成以快離子導體為第一包覆層，導電聚合物為第二包覆層，即快離子導體和導電聚合物雙重修飾的鋰離子電池正極材料。

3.根據權利要求2所述一種雙重修飾的鋰離子電池正極材料及其制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述燒結的溫度為600～750℃，時間為10～13h。

4.根據權利要求2所述一種磷酸鈦鈧鋰修飾的鋰離子電池正極材料及其制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述鋰源選自氫氧化鋰、碳酸鋰和硝酸鋰中的一種或幾種；所述鈦源選自鈦酸四丁酯、四氯化鈦和異丙醇鈦中的一種或幾種；所述磷源選自磷酸二氫銨、磷酸氫二銨和磷酸中的一種或幾種；所述磷源溶液的溶劑選自甲醇、乙醇和丙醇的一種或幾種；所述鈧源選自硫酸鈧和硝酸鈧中的一種或幾種。

5.根據權利要求2任一項所述一種磷酸鈦鈧鋰修飾的鋰離子電池正極材料及其制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述混合液中，鋰、鈧、鈦和磷四者的物質的量之比為1.1～1.8:0.1～0.8:1.2～1.9:2～4，更為優選的，所述鋰、鈧、鈦和磷四者的物質的量之比為1.5:0.5:1.5:3。

6.根據權利要求2所述一種雙重修飾的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述的導電聚合物為聚吡咯，聚苯胺，聚吡啶，聚苯、聚苯撐乙烯、聚噻吩中的任意一種。