[发明专利]锂离子电池正极材料及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201510262219.3 申请日: 2015-05-21
公开(公告)号: CN104953118B 公开(公告)日: 2017-08-08
发明(设计)人: 吴关 申请(专利权)人: 青海时代新能源科技有限公司
主分类号: H01M4/58 分类号: H01M4/58;H01M4/62
代理公司: 北京汇思诚业知识产权代理有限公司11444 代理人: 王刚,龚敏
地址: 810000 青海省*** 国省代码: 青海;63
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摘要:
搜索关键词: 锂离子电池 正极 材料 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种锂离子电池正极材料,其特征在于,所述正极材料的化学通式为Li1-aNaaMnxFe1-xPO4(MeFy)b(C)c,其中,0<a≤0.08,0<b<0.15,0<c<1.5,b+c<1.5,0.1≤x≤0.9,MeFy为AlF3, TiF4, MgF2, ZrF4, MoF6, NbF4中的至少一种;所述正极材料为核壳结构,依次包括:含有Na+体相掺杂的Li1-aNaaMnxFe1-xPO4内核层、含有金属氟化物MeFy的中间过渡层、以及位于表面的碳包覆层。

2.一种制备权利要求1所述锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

形成混合物步骤:按照计量比将锰源、铁源、磷源化合物加于水或有机溶剂或有机溶剂和水的混合溶剂中形成混合物,在搅拌下加入锂源化合物,然后加入氢氧化钠溶液调解混合物的pH值为6.5~10.5;

制备Li1-aNaaMnxFe1-xPO4粉末步骤:将上述混合物加热反应2~8小时,自然冷却后将所得反应物过滤并洗涤,干燥后得到无包覆处理的Li1-aNaaMnxFe1-xPO4粉末; 以及

形成包覆层步骤:将碳源、Me源和F源化合物加于水或有机溶剂或有机溶剂和水的混合溶剂中形成混合物,然后将得到的Li1-aNaaMnxFe1-xPO4粉末加入到混合物中,搅拌均匀后将反应物干燥并置于非活性气氛中煅烧,最后冷却、粉碎得到Li1-aNaaMnxFe1-xPO4(MeFy)b(C)c产物。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述形成混合物步骤还包括:在形成混合物之后,加入表面活性剂。

4.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述形成包覆层步骤中将碳源、Me源和F源化合物加于水或有机溶剂或有机溶剂和水的混合溶剂中形成混合物是将所述F源化合物溶解于二甲基吡咯烷酮溶剂中形成溶液、将所述Me源化合物与所述碳源化合物溶解于水中形成溶液,然后在持续搅拌下将上述两种溶液混合形成混合物。

5.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述形成包覆层步骤中置于非活性气氛中煅烧是以400~800℃煅烧0.5~12小时。

6.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述锂源化合物是氢氧化锂。

7.根据权利要求3所述的锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、甲基三辛基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、聚乙烯吡咯、单硬脂酸甘油酯、单月桂酸甘油酯、蔗糖棕榈酸酯、蔗糖油酸酯、十二烷基二甲基胺乙内酯、聚乙二醇辛基苯基醚中的一种或多种的组合物。

8.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为异丙醇、乙二醇、吗啉、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、二甲基亚砜、环丁砜、甘油、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲基环己烷、甲苯、吡啶、正丁醇、乙酰胺中的一种或多种的组合物。

9.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述F源化合物为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或两种的组合物。

10.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述Me源化合物为Al, Ti, Mg, Zr, Mo, Nb中的一种或多种的可溶性化合物。

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