[发明专利]一种多孔碳包覆LiFePO4

说明书

本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，且公开了一种多孔碳包覆LiFePO₄‑LiNiO₂的锂离子电池正极材料及其制法，包括以下配方原料：LiFePO₄‑LiNiO₂复合材料，三聚氰胺、联苯四甲酸二酐、缩合剂。该一种多孔碳包覆LiFePO₄‑LiNiO₂的锂离子电池正极材料及其制法，LiNi_0.85Co_0.09‑0.11Mn_0.04‑0.06O₂中，Co掺杂减少了LiNiO₂分子内的阳离子混排，改善了LiNiO₂层状六方体的结构稳定性，Mn掺杂降低LiNiO₂中Li⁺的脱嵌程度，减小了正极材料的充电电压，LiFePO₄纳米球包裹住了LiNiO₂中Ni³⁺的活性位点，避免了镍离子与电解液发生副反应，富氮超支化聚合物之间孔道结构包覆LiFePO₄‑LiNiO₂，煅烧形成N掺杂多孔碳材料具有优异的导电性能，多孔碳材料包覆LiFePO₄‑LiNiO₂，避免了LiNiO₂与H₂O、CO₂反应生成Li₂CO₃，而降低正极材料的基体损耗和容量衰减。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，具体为一种多孔碳包覆 LiFePO₄-LiNiO₂的锂离子电池正极材料及其制法。

背景技术

锂离子电池是一种可充电的二次电池，主要是通过锂离子在正极和负极循环脱出和嵌入来工作，充电时，锂离子从正极脱出，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时锂离子从负极脱出，嵌入负极，正极处于富锂状态，锂离子电池具有能量密度大、输出电压高、循环性能优越、使用寿命长等优点，是一种污染很小的绿色电池，锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液等组成，其中正极材料对锂离子电池的性能具有很大的影响。

目前锂离子电池正极材料主要是富锂材料，如磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料等，其中镍酸锂材料具有较高的比容量，是一种极具潜力的锂离子电池正极材料，但是目前的镍酸锂LiNiO₂结构稳定性较低，在充放电过程中，正极材料的循环稳定性较差，并且LiNiO₂高碱性特性很容易吸附H₂O和CO₂，形成Li₂CO₃，同时LiNiO₂容易和电解液发生副反应，生产不可逆的NiO，使正极材料发生结构损耗和电容量衰减，大大降低了锂离子电池的电化学性能和循环稳定性。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多孔碳包覆LiFePO₄-LiNiO₂的锂离子电池正极材料及其制法，解决了镍酸锂LiNiO₂结构稳定性较差的问题，同时解决了LiNiO₂容易和电解液，以及和H₂O、CO₂发生副反应，导致正极材料结构损耗和电容量衰减问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多孔碳包覆 LiFePO₄-LiNiO₂的锂离子电池正极材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：77-90份LiFePO₄-LiNiO₂复合材料，1-2份三聚氰胺、6-15份联苯四甲酸二酐、3-6份缩合剂。

优选的，所述缩合剂为二异丙基碳二亚胺。