[发明专利]一种锂离子电池正极材料的制备方法及其产品

说明书

本发明公开了一种锂离子电池正极材料的制备方法及其产品，属于电化学电池技术领域，所述方法包括以下步骤：将锂离子电池锰基正极材料及修饰体混合、造粒、烧结即得所述锂离子电池正极材料；本发明采用固相融合技术将高电子导体或高离子导体作为修饰物均匀的修饰在正极材料表面，通过调节锂离子电池锰基正极材料及修饰体的质量比，可实现修饰层的厚度大小可控；经修饰后的锂离子电池正极材料表面更加稳定，减缓了循环过程中过渡金属离子溶出和颗粒间裂纹的产生，有效提高锂离子电池正极材料的比容量和循环稳定性；本发明的制备方法环境友好、无污染且工艺成本低。

技术领域

本发明属于电化学电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法及其产品。

背景技术

目前商品化的锂离子电池已经被广泛地应用于便携式电子产品中，同时，现在锂离子电池正在向储能、纯电动汽车、混合动力电动汽车等大功率领域用动力电池体系转变，而大功率锂离子动力电池体系的比能量要求已达300Wh/kg，因此，提高正极材料的比容量对构建高比容量的锂离子电池起着决定性作用。传统的锂离子电池锰基材料如Li₂MnO₄、LiMnO₂等，因较低的理论比容量(＜200mAh/g)，难以满足高比容量锂离子电池的要求；当前，基于Li₂MnO₃的层状富锂型正极材料Li_1+xMO₂(M＝Ni、Co、Mn)其比容量能达到250mAh/g以上，成为最有可能实现300Wh/kg高比能量锂离子电池体系的正极材料之一。近年来，研究者提出以Li₂MnO₃为稳定相的富锂复合层状正极材料xLi₂MnO₃·(1一x)LiMO₂(其中M＝Mn、Ni、Co、Fe、Sn、Mo等)(如文献J.Mater.Chem.，2007,17,3112；J.Power sources,2010,195,834；Electrochim.Acta,2015,174,1167；Electrochim.Acta,2015,168,234；CN102088085A)，其具有结构稳定、比容量高的优点，而且锰资源丰富，价格低廉且环境友好，成为最有潜力的动力锂离子电池正极材料。

但在实际的应用生产中上述锂离子电池锰基材料，在较高的电压下，锰很容易从正极溶解，沉积到负极上。沉积在负极的锰，进一步催化电解液的分解，导致SEI膜增厚，阻抗增加，进而造成材料的循环寿命差，容量衰减快，倍率性能不好，低温性能差。因此，迫切寻找一种制备和改性锰基材料的新方法，使其具有较好的可逆容量、循环性能和倍率充放电性能，并且合成制造工艺简单，成本低廉，批次稳定性好，以满足动力电池性能要求。

目前，锂离子电池锰基材料常用的修饰方法主要有共沉淀法(如Applied SurfaceScience 355(2015)1222–1228，Journal ofAlloys and Compounds 715(2017)105-111)，溶胶一凝胶法(如Journal ofPower Sources.2002，112(2):634；Journal ofPowerSources.2010，195(21):7391；ElectrochimicaActa 168(2015)234–239)，原子层沉积技术(ACS Appied MaterialsInterfaces,2018,10(49),43131-43143)，磁控溅射技术(ACSAppied MaterialsInterfaces,2014,6(12),9185-9193)等。这些修饰方法可以使原料的混合达到原子级水平，但是反应过程要严格控制实验条件，工艺非常复杂，都不利于工业化生产。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种锂离子电池正极材料的制备方法及其产品。

本发明的技术方案之一：一种锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

将锂离子电池锰基正极材料及修饰体混合、造粒、烧结即得所述锂离子电池正极材料。