[发明专利]一种基于抗坏血酸的富锂锰基锂离子电池正极材料的改性方法

说明书

本发明公开了一种基于抗坏血酸的富锂锰基锂离子电池正极材料的改性方法，包括如下步骤：(1)将抗血酸溶于去离子水中，形成抗坏血酸溶液；(2)将需要改性的富锂锰基锂离子电池正极材料加入到所述步骤(1)后得到的抗坏血酸溶液中，进行加热搅拌处理，形成悬浊液；(3)将步骤(2)后得到的悬浊液进行过滤，洗涤，干燥，获得经抗坏血酸处理的正极材料粉体；(4)将步骤(3)后经抗坏血酸处理的正极材料粉体在空气中进行后续烧结处理，即获得改性的富锂锰基锂离子电池正极材料。该改性方法在改性过程中能够实现对富锂锰基锂离子电池正极材料体相微结构的调控，能够显著提高正极材料在循环过程中的稳定性和倍率性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料改性技术领域，尤其涉及一种基于抗坏血酸的富锂锰基锂离子电池正极材料的改性方法。

背景技术

锂离子电池首先由日本Sony公司在1990年研制成功并首先商业化，其作为一种高能蓄电池，具有电压高、能量密度高、使用寿命长、循环性能好且无记忆等优点。锂离子电池正极材料是二次锂离子电池的重要组成部分，一般为含锂的过度族金属氧化物或聚阴离子化合物，它不仅作为电极材料参与电化学反应，还要作为锂离子源，对锂离子电池的电化学性能有重要影响。目前，正极材料的主要发展思路是在LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄等材料的基础上，发展相关的各类衍生材料。高容量的富锂锰基正极材料是目前正在研究和小批量生产的一种层状材料，可以表示为xLi₂MnO₃·(1-x)LiMn_yM_1-yO₂，其中M表示除了Mn之外的一种或两种金属离子。xLi₂MnO₃·(1-x)LiMn_yM_1-yO₂是一种α-NaFeO₂型固溶体材料，由层状的

Li₂MnO₃和LiMO₂(M＝Mn，Ni，Co，Ni_0.5Mn_0.5，Cr，Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3，Fe……)组成。该材料有较高的放电比容量，0.2C倍率下可以放出250mAh/g的比容量，是当今锂离子电池正极材料的研究热点。

专利文献CN102013481A(申请号：201010522413.8)公开了一种球形梯度富锂正极材料xLi₂MnO₃·(1-x)Li[Ni_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂](0.1≤x≤0.4)的合成方法，用已有的商业化球形前驱体[Ni_0.4Co_0.2Mn_0.4](OH)₂进行Mn元素包覆，然后与氢氧化锂混合热处理，0.2C倍率电流充放电，首次放电比容量为242mAh/g，50次循环后比容量为221mAh/g。但该材料还存在以下缺点：首次充放电不可逆容量大，倍率性能差等。

为了解决上述问题，很多研究人员对富锂锰基正极材料进行表面包覆处理，主要是利用其它金属或非金属氧化物(例如MgO，SiO₂，ZnO，Al₂O₃，ZrO₂等)进行表面包覆，提高首次库伦效率，提高充放电比容量，改善循环性能和倍率性能。但是包覆层与富锂锰基正极材料兼容性差，界面阻抗明显增加，经过包覆后，电阻增加较多，倍率性能下降，且制备工艺复杂。故目前这类表面包覆改性方法制备的正极材料无法得到广泛应用。

发明内容