一种包覆改性的正极材料及其制备方法_3

文档序号:8489085阅读:来源:国知局
)将 49.333g L1H,237.884g CoCO3和 4.7g Cr 203球磨混合,混合均匀后,将混合物料在1000 °C下烧结12小时;
[0122](2)将烧结后的混合物料依次经过粉碎、过200目筛后得到基体LiCotl.97CraQ302。
[0123]二、包覆改性的IE极材料的制备
[0124](I)将 0.75g 氧化铟锡(质量比 In2O3 = SnO2= 90:10,D50 = 20nm)加人 10mL 去离子水中形成A液;
[0125](2)将150g步骤一中制备得到的LiCoa97Cratl3O2加入到A液中后,搅拌分散均匀,然后依次在120°C的烘箱中进行干燥,过200目筛,在350°C下烧结4h,得到包覆改性的正极材料。
[0126]实施例3
[0127]一、基体的制备
[0128](I)将 76.108g Li2C03、160.53g Co3O4和 3.712g V 205球磨混合,混合均匀后,将混合物料在1000 °C下烧结12小时;
[0129](2)将烧结后的混合物料依次经过粉碎、过300目筛后得到基体LiCO(l.98VaQ202。
[0130]二、包覆改性的正极材料的制备
[0131](I)将 0.75g 氧化锡钴(质量比 Sn02:Co0 = 85:15,D50 = 15nm)加入 10mL 去离子水中形成A液;
[0132](2)将150g步骤一中制备得到的LiCoa98V α(ι202加入到A液中后,搅拌分散均匀,然后依次在120°C的烘箱中进行干燥,过200目筛,在500°C下烧结4h,得到包覆改性的正极材料。
[0133]实施例4
[0134]一、基体的制备
[0135](I)将 77.586g Li2CO3'160.53g Co3O4和 18.12g CeO2球磨混合,混合均匀后,将混合物料在1000 °C下烧结12小时;
[0136](2)将烧结后的混合物料依次经过粉碎、过300目筛后得到基体LiCoa95Ceaci5O2c
[0137]二、包覆改性的IE极材料的制备
[0138](I)将 0.75g 氧化锡钛(质量比 SnO2 = T12= 92:8,D50 = 15nm)加入 10mL 去离子水中形成A液;
[0139](2)将150g步骤一中制备得到的LiCoa97Tiatl3O2加入到A液中后,搅拌分散均匀,然后依次在120°C的烘箱中进行干燥,过200目筛,在350°C下烧结4h,得到包覆改性的正极材料。
[0140]实施例5
[0141]一、基体的制备
[0142](I)将 75.369g Li2CO3'160.53g Co3O4和 4.94g T1 2球磨混合,混合均匀后,将混合物料在1000 °C下烧结12小时;
[0143](2)将烧结后的混合物料依次经过粉碎、过300目筛后得到基体LiCotl.97TiQ.Q302。
[0144]二、包覆改性的IE极材料的制备
[0145](I)将 0.75g 氧化锡铺(质量比 SnO2 = Sb2O3= 93:7,D50 = 7nm)加入 10mL 去离子水中形成A液;
[0146](2)将150g步骤一中制备得到的LiCoa97Tia4加入到A液中后,搅拌分散均匀,然后依次在120°C的烘箱中进行干燥,过200目筛,在350°C下烧结4h,得到包覆改性的正极材料。
[0147]对比例I
[0148]重复实施例1中的基体的制备,得到LiCoa99NiaQ102。
[0149]以上述基体为正极材料,并不对该基体进行包覆改性。
[0150]试验例
[0151]X-射线粉末衍射测试(XRD)
[0152]对实施例1和对比例I中得到的正极材料进行XRD测试,结果如图1所示。
[0153]由上述测试结果可以得知:本发明已成功制备得到包覆改性的正极材料,且制备得到的包覆改性的正极材料晶格较为完美。
[0154]扫描电子显微电镜测试(SEM)
[0155]对实施例1和对比例I中得到的正极材料进行扫描电镜测试,结果如图2和图3所示:
[0156]由上述测试结果可以得知:本发明制备得到的包覆改性的正极材料的粒径较小且均匀。
[0157]比容量测试
[0158]对实施例1和对比例I中所得到的正极材料分别组装成扣式电池,在3?4.5V电压下,3C充电,IC放电倍率的条件下进行放电比容量的测试,结果如图4所示:
[0159]由上述结果可以得知,本发明制备得到的正极材料具有优异的电化学性能。
[0160]以上结合【具体实施方式】和范例性实例对本发明进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种包覆改性的正极材料,该正极材料包括基体和包覆层,其中, 所述基体由下述式I所示:LiCcvxMxO2式I 其中,X的取值为O彡X彡0.3,当X不为O时,所述M为Mg、Al、Mn、N1、Ca、Zr、Cr、T1、Cu、Zn、Y、Ce、Mo、Nb、V、P 和 F 中的一种或多种, 所述包覆层为金属氧化物中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的正极材料,其中,所述包覆层的金属氧化物为导电率高于10_3S/cm的金属氧化物,优选为下述中的一种或多种:掺铝氧化锌和掺杂选自以下元素中一种或多种的二氧化锡,其中所述元素为In、Sb、Mn、T1、Co、Ir和F。
3.根据权利要求1或2所述的正极材料,其中,所述包覆层与所述基体的质量比为0.01 ?10:100。
4.一种制备根据权利要求1?3中任一项所述的正极材料的方法,该方法包括以下步骤: (1)基体的制备 (1.1)将钴源、锂源和含M的化合物混合,然后将混合物料在500?1100°C下烧结3?20h ; (1.2)将步骤(1.1)中烧结后的混合物料依次经过粉碎,过筛后得到所述基体。 (2)包覆改性的正极材料的制备 (2.1)将金属氧化物加入到溶剂中形成A液; (2.2)将所述基体加入到A液中,然后依次进行干燥、过筛和烧结,得到所述包覆改性的正极材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,在所述基体的制备中, 所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂或醋酸锂中的一种或多种, 所述钴源为四氧化三钴、氧化亚钴、碳酸钴、草酸钴、氢氧化钴和羟基氧化钴中的一种或多种, 所述含M的化合物为含M的氧化物、含M的氢氧化物、含M的羟基氧化物、含M的碳酸盐、含M的草酸盐和含M的氟化物中的一种或多种。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法,其中,在所述包覆改性的正极材料的制备中,所述溶剂为水或与水互溶的有机溶剂中的一种或多种。
7.根据权利要求4?6中任一项所述的制备方法,其中,所述金属氧化物为导电率高于10_3S/Cm的金属氧化物,优选为下述中的一种或多种:掺铝氧化锌和掺杂选自以下元素中一种或多种的二氧化锡,其中所述元素为In、Sb、Mn、T1、Co、Ir和F。
8.根据权利要求4?7中任一项所述的制备方法,其中,在所述包覆改性的正极材料的制备中,在A液中,所述金属氧化物的质量分数为0.01?20%。
9.根据权利要求4?8中任一项所述的制备方法,其中,在所述包覆改性的正极材料的制备中,所述烧结的温度为250?1020°C。
10.一种由本发明提供的包覆改性的正极材料用于锂离子电池的正极材料的用途。
【专利摘要】本发明公开了一种包覆改性的正极材料,该正极材料包括基体和包覆层,其中,所述基体由LiCo1-xMxO2所示,其中,x取值范围为0≤x≤0.3,所述M为Mg、Al、Mn、Ni、Ca、Zr、Cr、Ti、Cu、Zn、Y、Ce、Mo、Nb、V、P和F中的一种或多种,所述包覆层为金属氧化物中的一种或多种。该包覆改性的正极材料结构稳定、安全性好、比容量高,且成本低廉。
【IPC分类】H01M4-48, H01M4-1391, H01M4-131
【公开号】CN104810512
【申请号】CN201510226721
【发明人】高利亭, 江卫军, 白珍辉, 魏卫, 苏迎春, 张溪, 王晓浦, 崔妍, 庞自钊, 朱晓沛
【申请人】中信国安盟固利电源技术有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月6日
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