[发明专利]一种富锂的多元复合锂离子电池正极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料制备技术领域，具体涉及一种富锂的多元复合锂离子电池正极材料及其制备方法。

背景技术

由于锂离子电池普遍采用石墨作为负极材料，理论容量达372 mAh/g，而所用正极材料的容量较负极材料相比，有比较大的差距^[1]，因此正极材料是目前制约锂离子电池整体电池性能重要影响因素。自以过渡金属氧化物正极材料钴酸锂（LiCoO₂）^[2]成功问世以来，各国专家学者对锂离子电池正极材料的研究不断深入，成功研究并制备了其他过渡金属氧化正极材料，如镍酸锂（LiNiO₂），锰酸锂（LiMnO₂），磷酸铁锂（LiFePO₄）等^[3-6]。随后，多元复合固熔体以及富锂的多元复合正极材料，如LiNi_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂^[7]，Li_1.2Ni_0.13Co_0.13Mn_0.54O₂等^[8,9]，也被相继研究开发出来。近年来，富锂的多元复合正极材料以其高容量、高效、稳定等显著优势，引起人们的极大关注，各国专家学者对富锂体系的正极材料的研究取得一定成果。目前研究较多的是Li_1.2Ni_0.13Co_0.13Mn_0.54O₂^[8,9]，Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂^[10]等大多采复杂的液相法制备工艺，如溶胶-凝胶法，喷雾干燥法等，制备工艺复杂、成本高昂，满足不了富锂多元复合材料作为正极的锂离子电池中的应用需要。

进一步，上述的富锂的多元复合正极材料的制备方法主要为液相法，即以过渡金属氢氧化物，碳酸盐或者柠檬酸络合物为前驱体制备的，该制备方法具有制备工艺复杂、成本高、难以规模化应用等技术问题。

参考文献

[1] 管从胜，杜爱玲，杨玉国. 高能化学电源[M]. 北京：化学工业出版社，2004.

[2] T. Belin, F. Epron, Mater. Sci. Eng. 119 (2005) 105.

[3] X.Y. Zhang, W.J. Jiang, A. Mauger, Qilu, F. Gendron, C.M. Julien, J. Power Sources. 195 (2010) 1292.

[4] J.M. Zheng, J. Li, Z.R. Zhang, X.J. Guo, Y. Yang, Solid State Ionics 179 (2008) 1794.

[5] B. Lin, Z. Wen, J. Han, X. Wu, Solid State Ionics 179 (2008) 1750. 

[6] C. Deng, S. Zhang, B.L. Fu, S.Y. Yang, L. Ma, J. Alloys Compd. 496 (2010) 521.

[7] T. Ohzuku, Y. Makimura, Chem. Lett. (2001) 642.

[8] J. LIU, q-y. wang, b. REEJA-JAYAN, A. MANTHIRAM, Electrochem.Commun. 12 (2010) 750.

[9] N. Yabuuchi, K. Yoshii, S.-T. Myung, I. Nakai, S. Komaba, J. Am. Chem. Soc. 133 (2011) 4404.

[10] S.-H. Park, S.-H. Kang, C.S. Johnson, K. Amine, M.M. Thackeray, Electrochem.Commun. 9 (2007) 262.

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