[发明专利]锂离子电池正极复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极复合材料。

背景技术

锂离子电池是一种新型的绿色化学电源，与传统的镍镉电池、镍氢电池相比具有电压高、寿命长、容量和能量密度大、体积小、自放电率低等优点。自1990年初次进入市场以来，使用范围越来越广，已经被广泛用于各种便携式电子设备。随着新能源汽车的兴起，锂离子电池以其优异的特性，被认为是新能源汽车理想的储能设备之一。

目前，锂离子电池的制约因素在于其循环过程中伴随的容量衰减，以及由此导致的较差的循环寿命。容量衰减的原因一方面是正极活性物质的本征结构随着循环的进行逐渐发生不可逆改变，另外一方面是当正极活性物质脱锂时，氧化性增强，容易与有机电解液发生反应，从而使正极活性物质损失，导致容量衰减。因此，如何提高正极活性物质在电池循环过程中的稳定性，降低电极副反应程度，是提高锂离子电池循环寿命的关键。

对锂离子电池正极活性物质的颗粒表面采用其它材料包覆，是现有技术中对正极活性物质进行改性的常用方法。例如，在磷酸铁锂的颗粒表面包覆一层碳可以有效解决磷酸铁锂导电性较差的问题，使包覆有碳层的磷酸铁锂具有较好的导电性。然而，现有技术中对钴酸锂在电池循环过程中的稳定性的改进问题并没有得到很好的解决。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种具有较好的循环稳定性的锂离子电池正极复合材料。

一种锂离子电池正极复合材料，其包括正极活性物质及包覆于该正极活性物质表面的包覆层，该正极活性物质为锂-钴复合氧化物，该包覆层的材料为具有单斜晶系结构、空间群为C2/c的锂-金属复合氧化物。

一种锂离子电池正极复合材料，其包括正极活性物质及包覆于该正极活性物质表面的包覆层，该正极活性物质为锂-钴复合氧化物，该包覆层的材料为Li₂TiO₃、Li₂MnO₃、Li₂SnO₃、Li₂PbO₃、Li₂TeO₃、Li₂RuO₃、Li₂HfO₃及Li₂ZrO₃中的至少一种。

相较于现有技术，本发明提供的正极复合材料中，该正极活性物质为锂-钴复合氧化物，该包覆层的材料为具有单斜晶系结构、空间群为C2/c的锂-金属复合氧化物，该包覆层的氧化物是一个层状结构的化合物，层间具有二维的锂离子通道，并且在晶体C轴方向上存在一维的锂离子通道，因此具有良好的锂离子传导能力，从而可以使该正极复合材料具有较好的倍率性能。另外，由于该锂-金属复合氧化物的化学性质稳定，不与锂离子电池电解液反应，从而阻断了锂-钴复合氧化物和电解液的直接接触，抑制电池循环过程中副反应的发生，使锂离子电池具有较好的循环稳定性和电池寿命。

附图说明

图1为本发明实施例正极复合材料的结构示意图。

图2为本发明实施例正极复合材料的制备方法的过程示意图。

图3为本发明实施例复合前驱体的制备方法的过程示意图。

图4为本发明实施例1包覆有Co离子掺杂Li₂TiO₃的LiCoO₂的XRD图谱。

图5为图4的局部放大图。

图6为本发明实施例1与对比例的电池循环性能测试图。

图7为本发明实施例1与对比例的电池倍率性能测试图。

主要元件符号说明