[发明专利]一种ZrO2

说明书

本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，且公开了一种ZrO₂包覆Al掺杂Li₂MnSiO₄的锂离子电池正极材料，包括以下配方原料：碳纳米管、MnCl₂、SiO₂、LiOH、AlCl₃、Zr(NO₃)₄。该一种ZrO₂包覆Al掺杂Li₂MnSiO₄的锂离子电池正极材料，通过高压水热法制备出的Al掺杂Li₂MnSiO₄具有良好的纳米结构，并且Al掺杂加入Mn的晶格中，提高了Li₂MnSiO₄的离子导电率，促进了锂离子的脱出和嵌入过程，纳米Li₂Al_0.03‑0.08Mn_0.92‑0.97SiO₄均匀地负载在碳纳米管的表面和内壁上，降低了Li₂Al_0.03‑0.08Mn_0.92‑0.97SiO₄的团聚和聚集的现象，使正极材料暴露出更多的电化学活性位点，ZrO₂原位包覆Li₂Al_0.03‑0.08Mn_0.92‑0.97SiO₄，ZrO₂包覆层，避免了Li₂Al_0.03‑0.08Mn_0.92‑0.97SiO₄与电解液的直接接触，使其与电解液发生副反应，而导致活性物质减少的现象的发生，增强了正极材料基体的电化学循环稳定和倍率性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，具体为一种ZrO₂包覆Al掺杂Li₂MnSiO₄的锂离子电池正极材料及其制法。

背景技术

锂离子电池是一种可充电的二次电池，锂离子电池具有能量密度高、充电能量的保持特性优异、循环性能良好、记忆效应小等优点，因此锂离子电池广泛应用于智能手机、个人电脑、电动汽车等广阔领域，随着锂离子电池技术飞跃式的革新，锂电电动汽车得到大力的发展和推广，锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电池隔膜、电解液等组成，其中正极材料对锂离子电池的性能起决定性作用。

目前锂离子电池正极材料是磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、和三元材料等，其中聚阴离子型正极材料如硅酸盐系化合物Li₂MnSiO₄、 Li₂CoSiO₄等材料，在理论上可以实现两分子锂的可逆脱嵌过程，其脱嵌锂的电压平台较高，两次电压平台相差较小，更容易实现二次脱锂，并且拥有较高的理论放电容量，是一种潜力巨大的锂离子电池正极材料，但是目前的Li₂MnSiO₄正极材料在脱嵌锂过程中，会引起 Li₂MnSiO₄发生体积膨胀和收缩，导致正极材料的电化学循环稳定性和倍率性能受到影响，并且Li₂MnSiO₄在充放电过程中，容易和电解液发生副反应，导致活性物质减少，大大降低了正极材料的倍率性能和比电容。

(一)解决的技术问题