[发明专利]一种锂离子电池正极的改性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及技术领域，特别是涉及一种锂离子电池正极的改性材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池经过多年的发展，具有电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽、无污染等众多优点，被国际社会公认为最理想的化学电源。已经广泛应用于到国民生活与国家国防建设中，如移动通讯设备、手提电脑、便携式电动工具及武器装备等。随着新一代智能电子产品的发展，对离子电池的能量密度、功率密度、安全和成本提出了更高的要求。

美国Argonne实验室在专利US6677082中公开报道了一种富锂锰基固溶体材料xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂.(1-x)LiMO₂(M为过渡金属Ni、Co、Mn等元素，0≦X≦1)以来，该类材料引起许多学者和研究人员的关注。它被认为是目前最具前景的高能量密度锂离子电池的正极候选材料之一，如在中国专利（申请号）03126255.4中公开的该类材料中首次放电比容量可达181mAh/g，首次放比电容量可达其充电比容量的90%，其中，锂∶钴、锰、镍(原子比)=1-1.1∶1,且钴∶锰∶镍（原子量比）=1∶1∶1；中国专利CN200410101824.4中公开了该类材料的一种制备方法，专利中公开了该材料掺杂Al或掺杂金属Cr的制备方法，用于改善材料的电化学性能，但是在专利中没有见到所制备的材料的电化学性能数据；另外在中国专利CN201110111035.9中公开了一种该类材料的合成方法，并分别利用过硫酸钠和过硫酸钾对该材料进行了表面处理，处理后材料的首次放电比容量分别为242mAh/g和234mAh/g，充放电效率为82.3%和78.65%，可见经过表面处理后材料的放电容量较低，且充放电效率仍有待提高；在已公开的中国专利CN201210199500.3合成了一种化学Li[Li_0.167Ni_0.166Co_0.166Mn_0.500]O₂的该类材料，首次放电比容量小于225mAh/g，首次放电容量较低，该专利中并未说明材料的循环性能。

综上所述，尽管该类材料已经引起了广泛的关注并得到深入的研究，并取得了一定的进展，但是目前该类材料在实际应用还存在诸多问题：

（1）材料需要较高的充电电压，难于找到与之相匹配的高电压电解液；

（2）材料的导电性能较差，不适合大电流充放电。

本专利的申请人在2012年12月提交了一份申请号为201210581822.4的发明专利申请，公开了一种锂离子电池正极材料及其制备方法，本发明的技术方案是在此专利申请为基础，将其制备的正极材料作为基体材料进行的改性以及其改性方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种材料循环性能和倍率放电性能均有所提升的锂离子电池正极的改性材料及其制备方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种锂离子电池正极的改性材料，其特征在于所述锂离子电池正极材料上包覆有质量分数为3～7%的氧化镨，所述锂离子电池正极材料的化学式为：

Li[Li_0.17Ni_0.17Co_0.10Mn_0.56]O₂；

包覆氧化镨后的锂离子电池正极的改性材料的化学式为：

Li_1.17[Ni_0.21Co_0.12Mn_0.67]_0.83O₂/Pr₆O₁₁。

优选的，上述所述锂离子电池正极材料上包覆有质量分数为5%的氧化镨。

一种锂离子电池正极改性材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，制备锂离子电池正极基体材料

利用共沉淀法，在850℃高温下按照化学计量比合成基体材料Li[Li_0.17Ni_0.17Co_0.10Mn_0.56]O₂；