[发明专利]一种包覆有保护层的正极材料

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池高比能富锂正极材料技术领域，尤其是涉及一种包覆有保护层的正极材料。

背景技术

随着社会的信息化发展，笔记本电脑、移动通讯工具等便携式电子产品的日益普及，迫切要求研究人员开发高性能的化学电源，即体积小，质量轻，能量密度高、循环寿命长、安全性能高和无公害的新型绿色电源。而一些传统的化学电源，如铅酸电池、锌锰电池、镍镉电池等，不能满足这些发展的需要。锂离子电池正是在这种形势下发展起来的一种新型高能电池，并已成为当今电池行业的研究热点。LiCoO₂作为较为成熟的锂离子电极正极材料之一，具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽等众多优点，被认为是在二十一世纪对国民经济和人民生活具有重要意义的高新技术产品。当然还存在一些其他的电极材料比如LiFePO₄，LiMn₂O₄，LiNiO₂,三元材料等，但他们的容量一般都在200mAh/g以下。现今对电池的比容量有着越来越高的要求，开发一些新的高比能材料在所难免，通过研究发现LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂是一种非常好的高比能富锂正极材料，其比容量可以达到250mAh/g以上，但是其稳定性，以及循环性能还有待于进一步提高。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供稳定性和循环性能高、包覆效果好的一种高比能富锂正极材料的包覆方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是： 

一种包覆有保护层的正极材料，包括粉末状材料LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂，其特点是：所述LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂包覆有LiNbO₃层。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述LiNbO₃包覆LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂的配置材料包括质量比为锂盐：Nb源：有机酸=1：2-10：80-400；质量比为锂盐+Nb源+有机酸：LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂=1：2-100；配比为锂盐、Nb源、有机酸和LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂的总质量：有机溶剂=1g：2-20ml的有机溶剂。

所述锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、硝酸锂或者乙酸锂中的一种。

所述有机酸柠檬酸、苹果酸、乙烯酸、乳酸或者酒石酸中的一种。

所述有机溶剂乙醇、乙二醇、异丙醇中的一种。

所述Nb源为五乙氧基铌。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明采用在含有锂源、有机酸的有机溶液中加入铌源和富锂正极材料的LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂，正极材料表面包覆了LiNiO₃，经测试，LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂材料的基体结构没有改变，只是在其表面形成了保护层，保证LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂原有的的高比能性能下，具有有效阻止电解液与电极材料的接触，增加材料在充放电过程中的稳定性的功能，使得材料的循环性能得到了明显提升，进一步提高了材料的电化学性能；

2、本发明采用通过溶胶-凝胶法和高温煅烧进行LiNi_0.133Co_0.133Mn_0.544O₂表面包覆，得到的包覆层更加均匀、致密，极大的提高了包覆效果。

附图说明