[发明专利]复合型锂电池正极材料及其制备方法和锂电池正极、锂电池

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，公开了一种复合型锂电池正极材料及其制备方法和锂电池正极、锂电池，所述复合型锂电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将金属阳离子与配体反应生成金属络合物，再将金属络合物与凝胶因子在溶剂中混合均匀，陈化，得到复合凝胶；(2)将复合凝胶在惰性气体中煅烧，得到煅烧产物；(3)将锂源、磷铁源与煅烧产物在含水条件下进行水热反应，得到复合型锂电池正极材料；其中，所述金属阳离子为Fe²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Mo²⁺中的至少一种；本发明中的复合型锂电池正极材料中含有多孔结构的复合骨架，能够有效改善电极材料在充放电过程产生的体积膨胀，同时改善电池的库伦效率和循环稳定性。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及复合型锂电池正极材料及其制备方法和锂电池正极、锂电池。

背景技术

近年来，由于环境污染和能源医乏，各国都在努力寻找新的绿色环保可持续发展的能源。锂电池是迄今为止通用性最强、适应性最广的二次电池，具有能量密度高、循环寿命长、工作电压高等优点。

正极材料的容量直接决定了锂电池的容量，因此找到一种好的正极材料与一种好的合成方法直接影响了锂电池的发展趋势。锂电池正极材料一般都是锂的氧化物，目前市场化的正极材料主要有钴酸锂、尖晶石结构的锰酸锂和橄榄石结构的磷酸铁锂等，其中钴酸锂的主要优点是电导率高、生产工艺简单和容易制备等，但其制备成本较高，对环境污染较大却制约了它的发展。锰酸锂具有尖晶石结构，它的主要优点是价格便宜、安全性高、比较容易制备，缺点是理论容量不高、高温性能较差。磷酸铁锂材料是近年来研究的热门正极材料之一，它具有高稳定性、更安全、更环保并且价格低廉的优点，缺点是能量密度和室温电导率较低，而且金属氧化物正极材料的稳定性较差，在长时间充放电后，电池的容量会发生显著降低，越来越不能满足人们对同时高容量、高能量密度电子产品的需求。

目前，人们将循环性能优异的碳材料与正极活性材料复合，以提高正极材料的循环稳定性，但是目前报道的绝大多数碳复合材料仍然是碳材料和活性材料的简单混合，在多次充放电后，活性材料可能与碳材料上脱落，从而导致锂电池性能下降。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一是提供一种复合型锂电池正极材料，它具有容量高、稳定性好的特点。

发明的目的之二是提供一种复合型锂电池正极材料的制备方法。

发明的目的之三是提供一种锂电池正极。

发明的目的之四是提供一种锂电池。

为了实现上述目的，本发明提供一种复合型锂电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将金属阳离子与配体反应生成金属络合物，再将金属络合物于凝胶因子在溶剂中混合均匀，陈化，得到复合凝胶；

(2)将复合凝胶在惰性气体中煅烧，得到煅烧产物；

(3)将锂源、磷铁源与煅烧产物在含水条件下进行水热反应，得到复合型锂电池正极材料；

其中，所述金属阳离子为Fe²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Mo²⁺中的至少一种。

本发明还提供一种根据上述方法所制备的复合型锂电池正极材料。

一种锂电池正极，包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，所述正极活性物质为上述复合型锂电池正极材料。