La掺杂Ti包覆三元正极材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制造方法，具体是一种La掺杂Ti包覆三 元正极材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 三元正极材料Li(NL^CouMivdC^作为锂离子电池正极材料，具有价格低、放电 比容量高、循环稳定等特点。但现有三元正极材料存在着倍率性能和循环性能不佳的缺陷。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高三元正极材料的倍率性能和循 环性能的La掺杂Ti包覆三元正极材料的制备方法。
[0004] 本发明的La掺杂Ti包覆三元正极材料的制备方法包括以下步骤：
[0005] 1)采用常规的氢氧化物共沉淀法制备三元前驱体（Ni^CouMn。％) (0H)2;
[0006] 2)将步骤1)所制备的三元前驱体（NiQ.45C〇(l.2MnQ.35) (0H)2，电池级碳酸锂，按照 1:1. 04的摩尔比例混合烧结得到三元正极材料Li 02;将其粉碎；
[0007] 3)将三元正极材料Li(NiQ.45CoQ.2MnQ. 35) 02和La203在三维混料罐中混合，其中La的 重量占混合后总质量的〇. 02 - 0. 03% ;
[0008] 4)将混合好的物料放置于空气气氛马弗炉内二次烧结；烧结过程是以3-5°C/min 的升温速率升到800-900°C，保温8 - 12h，随炉冷却，取出；粉碎；
[0009] 5)再将步骤4)得到的物料加入酒精进行分散，物料占酒精质量的3/4;
[0010] 6)称取一定质量的异丙醇钛加入无水乙醇中搅拌使其完全溶解；再将其加入步 骤5)获得的混合液中混合均匀，用抽滤装置抽滤，将抽滤后的物料干燥；
[0011] 7)将已上一步干燥后的原料置于空气气氛马弗炉内烧结；烧结过程是在500 - 600°C烧8 -10h后随炉自然冷却，取出；将其粉碎得到最终产物；通过控制步骤6)中异丙 醇钛的加入量，使Ti02包覆量为最终产物质量的3% -5%。
[0012] 本发明通过La掺杂和Ti包覆使三元正极材料的倍率性能和循环性能显著提高， 可得到低成本、高性能的锂离子电池正极材料。
【具体实施方式】
[0013] 本发明实施例步骤如下：
[0014] 1)采用常规的氢氧化物共沉淀法制备三元前驱体（Nia.45Coa.2MnO.35)(oh)2;
[0015] 2)将步骤1)所制备的三元前驱体（NiQ.45C〇(l.2MnQ.35) (0H)2，电池级碳酸锂，按照 1:1. 04的摩尔比例混合烧结得到三元正极材料Li(NiQ.45C〇(l.2MnQ.35) 02
[0016] 3)将已混好的原料置于空气气氛马弗炉内烧结，先在620°C的预烧6h;再在900°C 烧结12h ;随炉自然冷却，取出；将其粉碎后过200目筛网；
[0017] 4)将1^他。.45(：〇(|.掏 (|.35) 02和1^ 203在三维混料罐中混合411，球：料=1.5:1，其中 La的质量占混合后材料总质量的0. 03%。
[0018] 5)将混合好的物料放置于空气气氛马弗炉内二次烧结，以4°C/min的升温速率升 到900°C，保温10h，随炉冷却，取出；将其粉碎后过200目筛网；
[0019] 6)再将步骤5)中物料加入酒精进行分散，物料占酒精质量的3/4 ;
[0020] 7)称取一定质量的异丙醇钛加入无水乙醇中搅拌使其完全溶解；再将其加入步 骤6)获得的混合液中，搅拌3h;搅拌结束后用抽滤装置抽滤，将抽滤后的物料在110°C下干 燥l〇h;
[0021] 8)将已干燥的原料置于空气气氛马弗炉内烧结，在500 - 600°C的预烧8 - 10h; 随炉自然冷却，取出；将其粉碎后过200目筛网；最终产物的Ti02包覆量为最终产物质量的
[0022] 对本发明实施例制备的材料进行测试：
[0023] 以该实施例制备的材料为正极活性物质，乙炔黑为导电剂，聚偏氟乙烯为粘结剂， 三者质量比为90 :4 :6,加入N-甲基吡咯烷酮，混合均匀制成浆料，涂于铝箔集流体上，制成 电池的正极。以MCMB为负极活性物质，导电剂、粘结剂同上，质量比不变，制成浆料后涂于 铜箔集流体上，得到电池的负极。采用lmol/L的LiPF6/EC+DMC+DEC(体积比为1 :1 :1)电 解液，聚乙烯薄膜，在流动干燥空气的手套箱中，组装纽扣电池。经检测其容量比改性前高 出约15mAh/g，高达188mAh/g。循环性能优于普通三元正极材料。
[0024] 其全电池倍率数据如下表：
【主权项】
1. 一种La掺杂Ti包覆三元正极材料的制备方法，其特征是：包括以下步骤， 1) 采用常规的氢氧化物共沉淀法制备三元前驱体（Nia45Coa2Mna35) (OH)2 ; 2) 将步骤1)所制备的三元前驱体（Nia45Coa2Mna35) (OH)2，电池级碳酸锂，按照1:1. 04 的摩尔比例混合烧结得到三元正极材料Li(Nia45Coa2Mna35)O2;将其粉碎； 3) 将三元正极材料Li(Nia45Coa2Mna35)OjPLa203在三维混料罐中混合，其中La的重 量占混合后总质量的0. 02 - 0. 03% ; 4) 将混合好的物料放置于空气气氛马弗炉内二次烧结；取出粉碎； 5) 再将步骤4)得到的物料加入酒精进行分散，物料占酒精质量的3/4 ; 6) 称取一定质量的异丙醇钛加入无水乙醇中搅拌使其完全溶解；再将其加入步骤5) 获得的混合液中混合均匀，用抽滤装置抽滤，将抽滤后的物料干燥； 7) 将已上一步干燥后的原料置于空气气氛马弗炉内烧结；将其粉碎得到最终产物；通 过控制步骤6)中异丙醇钛的加入量，使TiO2包覆量为最终产物质量的3%-5%。
2. 根据权利要求1所述的La掺杂Ti包覆三元正极材料的制备方法，其特征是：步骤 4)中烧结过程是以3-5°C/min的升温速率升到800-900°C，保温8 - 12h，随炉冷却。
3. 根据权利要求1所述的La掺杂Ti包覆三元正极材料的制备方法，其特征是：步骤 7)中烧结过程是在500 - 600°C烧8 -IOh后随炉自然冷却。
【专利摘要】本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制造方法，具体是一种La掺杂Ti包覆三元正极材料的制备方法。该方法包括以下步骤：1）制备三元前驱体；2）制备三元正极材料；3）将三元正极材料和La2O3混合；4）将混合好的物料二次烧结；5）再将步骤4）得到的物料加入酒精进行分散；6）将异丙醇钛加入无水乙醇中使其完全溶解；再将其加入步骤5）获得的混合液中混合均匀，抽滤，干燥；7）将干燥后的原料烧结；将其粉碎得到最终产物。本发明通过La掺杂和Ti包覆使三元正极材料的倍率性能和循环性能显著提高，可得到低成本、高性能的锂离子电池正极材料。
【IPC分类】H01M10-0525, H01M4-36, H01M4-505, H01M4-525
【公开号】CN104733722
【申请号】CN201510072192
【发明人】黄婷
【申请人】江苏科捷锂电池有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月11日