[發明專利]一種富鋰正極材料的改性方法

有效

• 申請號: 202110477622.3
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113380995B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 彭棟梁;謝清水;郭慰彬;張晨鶯;王來森
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/60;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;姜謐

本發明公開了一種富鋰正極材料的改性方法，包括將富鋰正極材料與草酸酯類化合物混合均勻后，在惰性氣體氣氛或氮氣氣氛下，于100?200℃熱處理1?11h；該富鋰正極材料的結構式為xLiMO₂·(1?x)Li₂MO₃，其中0＜x＜1，M為Ni、Co和Mn中的至少一種；該草酸酯類化合物為草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二丙酯和草酸二丁酯中的至少一種。本發明采用草酸酯類化合物可以對富鋰正極材料進行溫和且高效的表面改性，從而有效提升了富鋰正極材料的綜合電化學性能。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種富鋰正極材料的改性方法。

背景技術

鋰離子電池已被廣泛應用到消費類電子產品、交通運輸和電網儲能等領域。面對高速增長的應用市場需求，不斷提升鋰離子電池的電化學性能和降低其生產成本是關鍵。在鋰離子電池中，正極材料占據的成本最大，且對電池的性能起決定性作用，因此亟需開發具有優異電化學性能和低成本的鋰離子電池正極材料。

現有技術中的富鋰正極材料具有高比容量等優點，是極具潛力的下一代鋰離子電池正極材料。但是，富鋰正極材料仍存在循環穩定性差等缺點亟待改善。因此，探索能夠有效提升富鋰正極材料的綜合電化學性能，同時對設備要求低、基本無污染、低成本和適合工業化生產的改性方法具有重要的科學意義和廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種富鋰正極材料的改性方法。

本發明的技術方案如下：

一種富鋰正極材料的改性方法，包括將富鋰正極材料與草酸酯類化合物混合均勻后，在惰性氣體氣氛或氮氣氣氛下，于100-200℃熱處理1-11h，然后用去離子水洗滌并烘干；該富鋰正極材料的結構式為xLiMO₂·(1-x)Li₂MO₃，其中0＜x＜1，M為Ni、Co和Mn中的至少一種；該草酸酯類化合物為草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二丙酯和草酸二丁酯中的至少一種。

在本發明的一個優選實施方案中，所述M由Ni、Co和Mn組成。

進一步優選的，所述Ni、Co和Mn的摩爾比為1∶1∶1。

更進一步優選的，所述富鋰正極材料為0.5Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂·0.5Li₂MnO₃。

在本發明的一個優選實施方案中，所述草酸酯類化合物為草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二丙酯或草酸二丁酯。

在本發明的一個優選實施方案中，所述富鋰正極材料和所述草酸酯類化合物的摩爾比為1-10∶1。

進一步優選的，所述富鋰正極材料和所述草酸酯類化合物的摩爾比為5-7∶1。

在本發明的一個優選實施方案中，所述熱處理的溫度為150-200℃，時間為2-10h。

在本發明的一個優選實施方案中，所述富鋰正極材料為0.5Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂·0.5Li₂MnO₃，所述草酸酯類化合物為草酸二甲酯、草酸二乙酯、草酸二丙酯或草酸二丁酯，所述富鋰正極材料和所述草酸酯類化合物的摩爾比為5-7∶1。

在本發明的一個優選實施方案中，所述惰性氣體為氬氣。

本發明的有益效果是：