[发明专利]一种锂离子电池正极材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锂离子电池正极材料及其制备方法，将可溶性的锂源、A源、B源加入至含有机络合剂的分散液中，搅拌均匀获得溶液，调节溶液的pH为6‑8，向溶液中加入醇类有机溶剂，在70℃～90℃下持续搅拌直至形成凝胶，所得凝胶陈化后先进行低温烧结，冷却后再次进行高温烧结即获得锂离子电池正极材料，所得锂离子电池正极材料的分子式为LiAO₂‑Li_xBO_y(2≦x≦4，3≦y≦5)。利用本发明的制备方法所得锂离子电池正极材料LiAO₂‑Li_xBO_y(2≦x≦4，3≦y≦5)表现出高容量和良好的循环性能。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法；属于锂离子正极材料制备领域。

背景技术

随着电动车市场对高比能量的锂离子电池的需求日益迫切，锂离子电池材料作为电动车的动力电源在过去的十年，尽管其比能量密度已经在过去的三十年提高了很多，但是仍然还有进一步的提升空间。富锂锰氧化物Li₂MnO₃以及其衍生材料展现出了高可逆容量，其原因是带负电荷的氧离子能够提供电荷补偿，并且同时伴随着正常过渡金属离子的氧化还原过程，这类材料展示不同寻常的电化学性能和新的电化学充放电机制，是新型高比能量的正极材料的研发目标之一。

LiAO₂-Li_xBO_y正极材料忽略过度金属离子层中的有序问题，可以看作是二者的固溶体结构。其中Li_xBO_y组分的引入能稳定材料的电化学性能，增强其循环能力。

目前多相固溶体结构主要采用固相法制备，如公开号为CN104685679A的中国发明专利公开了一种制备Li(Li_0.233Mo_0.467Cr_0.3)O₂等系列材料的方法，其制备出的材料具有较高的比容量，但是循环性能和倍率性能有待提高。

Jinhyuk Lee(Energy Environ.Sci.,2015,8,3255)采用固相法制备了三相固溶体的阳离子无序材料Li_1.2Ni_1/3Ti_1/3Mo_2/15O₂。Naoaki Yabuuchi(Chem.Commun.,2016,52,2051)采用固相法制备的Li_1.3Nb_0.3V_0.4O₂具有良好的循环性能，其颗粒尺寸较大且不均匀，达到3μm。

固相法存在的问题的是材料在制备过程中需要多次球磨，制备材料过程繁琐，周期长，且无法有效控制材料的形貌结构。

Ruiyong Chen(Phys.Chem.2016,18,7695)采用溶胶凝胶法制备了Li₂FeV_yTi_1-yO₄，原料中使用了大量的醇盐增加了生产的成本。而选择无机盐来替代醇盐是能有效降低成本的，同时温度和pH对材料结构形貌的影响需要不断优化。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明第一个目的旨在提供一种低成本、工艺简单且可控的溶胶凝胶法制备锂离子电池正极材料的方法，所得锂离子正极材料粒径均匀、尺寸小，具有优异的循环性能和倍率性能。

本发明的第二个目的旨在提供一种由上述制备方法所得的锂离子电池正极材料。

为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案：