[发明专利]一种改性锂离子电池电极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性锂离子电池电极材料，其特征在于：所述的锂离子电池电极材料的表面包覆有A_2-xMO_4+δ，其中，A＝La、Nd、Pr、Sr、Ca中的一种或多种，M＝Ni、Cu、Co、Fe中的一种或多种，0≤x≤0.2，0≤δ≤0.25。

2.根据权利要求1所述的改性锂离子电池电极材料，其特征在于，所述的A_2-xMO_4+δ的质量是锂离子电池电极材料质量的0.1～10wt.％。

3.根据权利要求1所述的改性锂离子电池电极材料，其特征在于：所述的A_2-xMO_4+δ具有Ruddlesden-Popper结构，即层状MO₆八面体占据顶角位置，层与层之间之间由A₂O₂层嵌入，间隙氧则存在于(OiA)₄四面体中。

4.根据权利要求1所述的改性锂离子电池电极材料，其特征在于：所述的锂离子电池电极材料为成品材料或相应的前驱物，所述的锂离子电池电极材料包括Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂其中0<x<1，0<y<1；xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·(1-x)LiMO₂其中0<x<1；LiNi_xCo_1-xO₂其中0≤x≤1；Li(Ni_xCo_yAl_1-x-y)O₂其中0<x<1，0<y<1；LiMn₂O₄，LiNi_0.5Mn_0.5O₂，LiNi_0.5Mn_1.5O₄和Li₄Ti₅O₁₂。

5.一种改性锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)取化学计量比的金属前驱物、络合剂和添加剂配制成溶液，配制A_2-xMO_4+δ金属盐溶液；

(2)将锂离子电池电极材料加入到A_2-xMO_4+δ金属盐溶液中，加热蒸发溶液至形成凝胶，最后将干燥后的凝胶进行煅烧，即得到改性锂离子电池电极材料；

或者加热A_2-xMO_4+δ金属盐溶液直至燃烧成前驱粉体，将前驱粉体进一步煅烧得到成品粉体，或者采用固相法得到成品粉体，然后将前驱粉体或成品粉体与锂离子电池电极材料进行混合，煅烧后即得到改性锂离子电池电极材料。

6.根据权利要求5所述的改性锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中的金属前驱物为金属氧化物、硝酸盐、醋酸盐、碳酸盐或氯化物中的一种或多种混合。

7.根据权利要求5所述的改性锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中的络合剂为甘氨酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸和草酸的一种或多种；络合剂与总金属摩尔比为1～3；添加剂选用乙醇，乙二醇，尿素，聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇辛基苯基醚的一种或多种；液态添加剂添加量占金属盐溶液总体积的5-15vol％；固态添加剂添加量与金属盐溶液总比例为0.5～3g/100mL。

8.根据权利要求5所述的改性锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中A_2-xMO_4+δ金属盐溶液的PH值调节为6～8。

9.根据权利要求5所述的改性锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的A_2-xMO_4+δ金属盐溶液转变成凝胶的加热温度为200～450℃，煅烧条件为空气或氧气气氛下，煅烧温度为650～1000℃，煅烧时间为2～15h。

10.根据权利要求5所述的改性锂离子电池电极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中前驱粉体或成品粉体与锂离子电池电极材料混合后的煅烧条件为空气或氧气气氛下，煅烧温度为400～800℃，煅烧时间为2～10h。