[发明专利]一种电极材料及制备方法以及采用该电极材料的锂电池

说明书

一种电极材料的制备方法，包括如下步骤：1)将甲基纤维素钠和层状硅酸镍纳米复合材料分散在去离子水中，超声30min，得到混合物；2)将活性物质Li_xNi_yTi_zMn_wO₂加入到1)所得的混合物中，搅拌2h后，得到粘稠的浆料，然后在空气中140‑180℃烧结1h，然后升温到400‑600℃烧结1h，得到层状硅酸镍纳米复合材料包覆的Li_xNi_yTi_zMn_wO₂正极材料，通过球磨后得到粉末状混合物；且x,y,z,w满足如下关系x+y+z+w＝2。本发明的电极材料具有优异的比电容和倍率性能，由该材料所制备的锂电池的电容保持率可高达94.6％。本发明设计锂电池的循环性能高于表面未包覆的正极材料，还高于表面包覆其它氧化物薄膜的正极材料。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电极材料及制备方法以及采用该电极材料的锂电池。

背景技术

在各种储能技术中，锂离子电池具有便携、能量密度高、自放电低、无记忆效应、安全性高和循环稳定性好等优势，是目前最有吸引力的储能设备之一。锂离子电池自1991年由日本索尼公司成功商业化以来在手机、平板电脑和可穿戴电子产品等小型移动设备已经得到了广泛应用，另外，它也是电动汽车和固定储能电站的主要动力源。锂离子电池主要由阳极、阴极、电解液和隔膜等组成。阳极材料主要包括碳基材料和非碳基材料，目前市场上大多采用碳基材料，而用碳基材料作为阳极材料任然会在碳基表面形成枝晶，造成电池短路甚至引起爆炸。

电极材料的选择对锂离子电池的电化学性能具有决定性的作用，由于传统阳极材料较低存储容量和库伦效率低，在充电/放电循环中存在效率低、循环次数较少等问题，目前商用锂离子电池难以满足人们的要求。

发明内容

针对现有问题，本发明的目的在于提供一种电极材料及制备方法。

进一步，提供包含由上述电极材料制备的电极的锂电池。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术手段：

一种电极材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将甲基纤维素钠和层状硅酸镍纳米复合材料分散在去离子水中，超声30min，得到混合物；

2)将活性物质Li_xNi_yTi_zMn_wO₂加入到1)所得的混合物中，搅拌2h后，得到粘稠的浆料，然后在空气中140-180℃烧结1h，然后升温到400-600℃烧结1h，得到层状硅酸镍纳米复合材料包覆的Li_xNi_yTi_zMn_wO₂正极材料，通过球磨后得到粉末状混合物；且x,y,z,w满足如下关系x+y+z+w＝2。

进一步，x＝1.15，y＝0.375，z＝0.375，w＝0.1，即所述金属氧化物的分子式为Li_1.15Ni_0.375Ti_0.375Mn_0.1O₂，该活性物质具备较高的容量。

进一步的，甲基纤维素纳和层状硅酸镍纳米复合材料按质量比为1:5-1:10。