[发明专利]锂离子电池正极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法，尤其，涉及一种对富锂正极材料及对其进行包覆的方法。

背景技术

富锂正极材料（化学式：xLi₂MnO₃?(1-x)LiMO₂）具有与钴酸锂（化学式：LiCoO2）相似的层状结构，同属α-NaFeO₂结构，六方晶系，R-3m空间群。富锂正极材料的化学式也可写作Li[Li_1/3-2x/3Mn_2/3-x/3M_x]O₂(M=Ni、Co、Mn、Cr、Fe等)。由于富锂正极材料主要以过度金属元素锰(Mn)为主，而金属元素锰资源丰富，价格低廉，且对环境友好，因此，富锂正极材料具有广阔的发展前景。

富锂正极材料具有较高的比容量（高于250mAh/g），但存在较为明显的缺陷，如倍率性能较差，循环性能较差。为克服这些缺陷，研究人员通过包覆的方法来改善富锂正极材料性能。目前，富锂正极材料的包覆材料一般为C、Al₂O₃、CeO₂、ZrO₂、SiO₂、ZnO、AlPO₄或MnO₂等，包覆方式主要为球磨、液相包覆、水热法等。然而，液相包覆和水热法包覆工艺复杂，且烧结时对于材料与包覆层内外需要不同气氛，实施较为困难。虽然球磨包覆容易实现，但其包覆的均匀性不足，导致富锂正极材料的振实密度低，且比表面积大。因此，现有的包覆方法离生产应用还存在较大差距。

发明内容

因此，确有必要提供一种既工艺简单，又可以对富锂正极材料进行均匀包覆的锂离子电池正极材料的制备方法，且该方法制备的富锂正极材料的振实密度较高，比表面积较小。

一种锂离子电池正极材料，其包括：多个富锂正极材料颗粒，其中，每个富锂正极材料颗粒表面均匀包覆一层纳米化合物，且该锂离子电池正极材料的振实密度大于2.0g/cm³。

一种锂离子电池正极材料的制备方法，其包括以下步骤：将富锂正极材料和纳米化合物混合得到一混合粉体；以及通过一容器内壁与一压头曲面周期性挤压和剪切该混合粉体，使纳米化合物均匀包覆于富锂正极材料表面。

与现有技术相比较，本发明提供的锂离子电池正极材料的制备方法通过容器内壁与压头曲面周期性高速挤压和剪切该混合粉体，使纳米化合物均匀包覆于富锂正极材料的表面，该方法不仅对富锂正极材料的包覆均匀，而且工艺简单，成本低廉。

附图说明

图1为本发明实施例采用的机械融合装置的结构示意图。

图2为本发明比较实施例提供的样品1的扫描电镜照片。

图3为本发明比较实施例提供的样品2的扫描电镜照片。

图4为本发明比较实施例提供的样品3的扫描电镜照片。

图5为本发明比较实施例提供的样品1的充放电曲线。

图6为本发明比较实施例提供的样品2的充放电曲线。

图7为本发明比较实施例提供的样品3的充放电曲线。

图8为本发明比较实施例提供的样品1-3的充放循环性能曲线。

主要元件符号说明