[发明专利]一种锂电池正极材料，其制备方法及含有该材料的锂离子电池

说明书

本发明涉及一种锂离子电池正极材料，具体涉及一种镍锰酸锂正极材料、其制备方法以及含有该材料的锂离子电池。本发明的锂电池正极材料为表面包覆有包覆层的尖晶石镍锰酸锂，包覆层中含有MnPO₄、Li₃PO₄和Li₄P₂O₇；制备方法为：称取锂盐和磷酸盐，加入络合剂，得到Li_aPO₄溶胶；将Li_aPO₄溶胶与尖晶石镍锰酸锂混合并烘干，得到凝胶前驱体后进行混合烧结，得到锂电池正极材料。本发明提高了尖晶石镍锰酸锂的循环稳定性和倍率性能，抑制尖晶石镍锰酸锂在电解液中的锰溶出。本发明的制备方法适用于所有尖晶石镍锰酸锂正极材料，简单易行，制造成本低，重现性好，适于大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料，具体涉及一种镍锰酸锂正极材料，其制备方法以及含有该材料的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池相对于传统的铅酸电池、镍氢电池等二次电池有着能量密度高、输出电压高、自放电低、无记忆效应和环境友好等优点而得到了广泛的应用与开发。动力和储能锂离子电池关键材料的性能是电池性能的最终决定性因素，正极材料的研究一直是科学工作者关注的热点。LiCoO₂、LiMnO₄、LiFePO₄、LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂等正极材料已得到广泛的研究。但这些正极材料组装的锂离子电池体系存在比能量密度低、成本高、安全性差等缺陷，难以满足电动车对储能电池的要求。

尖晶石镍锰酸锂正极材料由于其倍率性能优异、工作电压高、成本低廉等优点，一直是锂离子电池正极材料的研究热点。但是尖晶石镍锰酸锂正极材料表面结构不稳定、循环过程中的金属锰溶出等缺点严重抑制了尖晶石镍锰酸锂正极材料的大规模应用。

为了开发性能优异的尖晶石镍锰酸锂正极材料，满足电动车对电池倍率性能的要求，研究者已开发了多种技术手段对尖晶石镍锰酸锂正极材料进行改性提高。现有技术通过液相包覆得到氢氧化铝包覆的镍锰酸锂材料、然后通过热处理得到氧化铝包覆改性的镍锰酸锂正极材料，还有采用溶胶-凝胶法与固相法相结合，在LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料表面包覆的Li₂TiO₃，还有通过在前躯体制备过程中加入微波敏感物质氧化锆，在高温下镍锰酸锂材料烧成的同时，氧化锆与Li源反应在镍锰酸锂表面生成锂离子导体Li₂ZrO₃包覆层。

但针对尖晶石镍锰酸锂正极材料在电解液中金属锰溶出的问题还没有相应的方法解决，为此，特提出本发明。

发明内容

本发明的首要发明目的在于提出一种锂电池正极材料。

本发明的第二发明目的在于提出该锂电池正极材料的制备方法。

本发明的第三发明目的在于提出一种含有该锂电池正极材料的锂离子电池。

为了完成本发明的目的，采用的技术方案为：

本发明公开了一种锂电池正极材料，该锂电池正极材料为表面包覆有包覆层的尖晶石镍锰酸锂，该包覆层中含有MnPO₄、Li₃PO₄和Li₄P₂O₇。

其中，尖晶石镍锰酸锂的结构式为LiM_x+yNi_0.5-xMn_1.5-yO₄，M选自Co、Al、Cr、Fe、Mg、Zr或Ti中的至少一种，0≤x<0.5、0≤y<1.5。