一种高能量密度的锂离子电池正极材料及其制备方法与流程

文档序号:36643365发布日期:2024-01-06 23:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高能量密度的锂离子电池正极材料,其特征在于,结构包括:

2.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料,其特征在于,所述基体材料为层状过渡金属氧化物正极材料,化学通式为litmo2,其中tm为过渡金属元素,包括co、ni、mn中的至少一种。

3.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料,其特征在于,所述界面层的晶面间距为所述基体材料(003)晶格平面的1/2。

4.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料,其特征在于,所述多孔弹性快离子导体层为多孔的锂磷化合物,该锂磷化合物主体为磷酸锂、多聚磷酸锂、苯基磷酸锂、二苯基磷酸锂、氨基甲酰磷酸锂、磷酸乙醇酸锂、异戊烯焦磷酸锂、二羟丙酮磷酸锂、磷酸莽草酸锂中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料,其特征在于,所述界面层的厚度为1~50nm,所述多孔弹性快离子导体层厚度为20~100nm。

6.一种权利要求1~5任一项所述的锂离子电池层状正极材料的制备方法,其特征在于,制备步骤包括:

7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述含磷化合物为植酸、苯基磷酸、二苯基磷酸、二苯基磷酸盐、氨基甲酰磷酸、磷酸乙醇酸、异戊烯焦磷酸、二羟丙酮磷酸、磷酸莽草酸、磷酸钴镍锂、磷酸钴锰锂、磷酸钴铁锂、焦磷酸钴镍锂、焦磷酸钴锰锂、焦磷酸钴铁锂中的一种或几种;所述含磷化合物相对于所述基体材料的摩尔比例为0.2%~3%。

8.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述表面致孔剂为二甲苯、正丙苯、异丙苯、丙酸、酪酸、二氯甲烷、三氯甲烷、二甲亚砜中的一种或几种;所述表面致孔剂的质量为所述基体材料质量的10~30倍。

9.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述基体材料分散在所述溶液或悬浊液中时的混合时间为0.5~5小时。

10.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤3)中所述干燥为采用过滤并烘干的方式,或者采用直接搅拌烘干的方式;所述高温烧结的温度为400~700℃,烧结时间为2~10小时;烧结气氛为空气或氧气,或空气和氧气的混合气。


技术总结
本发明公开一种高能量密度的锂离子电池正极材料及其制备方法,属于电池技术领域。该锂离子电池正极材料通过含磷化合物和表面造孔剂吸附或螯合在锂离子电池层状正极材料表面,高温作用下在材料表面原位同步生成和层状基体材料具有点阵相干结构的界面层及弹性快离子导体层。和层状基体材料具有点阵相干结构的界面层一方面提供锂离子传输通道,另一方面和层状基体材料晶格匹配,有效提高材料在充放电过程中的结构相变可逆性;多孔弹性快离子导体层不但在基体材料晶格膨胀和收缩的过程中起到柔性限制,提高层状材料结构稳定性,还可加快锂离子的扩散,提高层状正极材料在高电压下的容量和电压平台,从而提高层其能量密度。

技术研发人员:张淑萍,吴剑扬,刘文,周恒辉,申兰耀,邱景义,任献举,杨新河
受保护的技术使用者:北京泰丰先行新能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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