[发明专利]金属氧化物修饰正极材料及制备方法、锂电池及用电设备

说明书

本发明提供了一种金属氧化物修饰正极材料及制备方法、锂电池及用电设备，涉及正极材料技术领域，所述金属氧化物修饰正极材料包括正极材料，所述正极材料的外表面修饰有金属氧化物，其中，所述正极材料包括镍锰酸锂和镍铬锰酸锂中的至少一种。本发明通过采用金属氧化物在正极材料的表面进行修饰，能够有效避免正极材料与电解液直接接触，抑制副反应的发生，保护正极材料不被电解液浸泡浸蚀，提高循环稳定性以及高温高倍率条件下的容量稳定性，促进尖晶石等正极材料的工业化和商业化应用。

技术领域

本发明涉及正极材料技术领域，尤其是涉及一种金属氧化物修饰正极材料及制备方法、锂电池及用电设备。

背景技术

在如今的生活中，能源问题一直是人们关注的问题，煤、石油、天然气目前仍是人们应用较多的能源，但是这些都属于一次能源，属于不可再生的能源，最终将会被人类淘汰。现阶段人们探索的新型能源包括太阳能、风能、潮汐能等，这类能源具有环保和可再生的优点，但是这类能源在时间和空间上不能实现连续性使用。目前较为成熟的储能装置是锂离子电池，这类电池具有工作电压高、能量密度大、循环性能好的优点，被广泛应用于人们的生产和生活中。

尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄的放电电压平台高达4.7V，其容量较高，且对环境无污染，在电池正极材料中具有较强的竞争力。但是这类电池正极材料的循环性能差，尤其在是高温高倍率的条件下容量衰减严重，而导致其循环性差的主要原因在于电池正极材料与电解液发生副反应，使得尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄不能工业化和商业化应用。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种金属氧化物修饰正极材料，以改善现有尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄与电解液发生副反应，导致其循环性能差，在高温高倍率下的条件下容量衰减严重，使其无法进行工业化和商业化应用的技术问题。

本发明提供的金属氧化物修饰正极材料，包括正极材料，所述正极材料的外表面修饰有金属氧化物，其中，所述正极材料包括镍锰酸锂或镍铬锰酸锂。

进一步的，所述金属氧化物包括二氧化钛和氧化铝中的至少一种；

优选地，所述金属氧化物和所述正极材料的质量比为0.01～0.1:1，优选为0.3-0.7：1。

进一步的，所述镍锰酸锂按照以下步骤制备得到：

将碳酸锂、氢氧化锂、氧化镍以及二氧化锰加入到溶剂中混合均匀后，去除溶剂，烧结，得到镍锰酸锂；

和/或，所述镍铬锰酸锂按照以下步骤制备得到：

将碳酸锂、氢氧化锂、氧化镍、氧化铬以及二氧化锰加入到溶剂中混合均匀，去除溶剂，烧结，得到镍铬锰酸锂；

优选地，制备镍锰酸锂或镍铬锰酸锂所采用的溶剂均包括无水乙醇。

进一步的，镍锰酸锂或镍铬锰酸锂烧结时间均各为2-12h，烧结温度均为700-950℃；

优选地，镍锰酸锂或镍铬锰酸锂烧结前均先从温度从室温升温至烧结温度再进行保温烧结，升温速度为0.4-0.6℃/min，优选为0.5℃/min。

本发明的目的之二在于提供一种金属氧化物修饰正极材料的制备方法，包括以下步骤：

将金属氧化物在溶剂中分散均匀，再加入正极材料混合均匀，然后去除溶剂，烧结，得到金属氧化物修饰正极材料；

其中，所述正极材料包括镍锰酸锂和镍铬锰酸锂中的至少一种。

进一步的，所述金属氧化物包括二氧化钛和氧化铝中的至少一种。