鋰離子電池表面包覆正極材料及其制備方法

文檔序號：6941368閱讀：106來源：國知局

專利名稱：鋰離子電池表面包覆正極材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池，尤其是一種鋰離子電池表面包覆正極材料及其制備方法。
背景技術：
隨著手機、數(shù)碼相機、筆記本電腦和便攜式DVD等移動設備的日益小型化和輕薄
化，市場對鋰離子電池的能量密度、安全性能和循環(huán)壽命的要求也不斷提高。
鋰離子電池一般包括正極片、負極片、間隔于正負極片之間的隔離膜，以及電解
液，其中，正極片包括正極集流體和分布在正極集流體上的正極活性材料，負極片包括負極
集流體和分布在負極集流體上的負極活性材料。目前，常用的鋰離子電池的正極活性材料
有層狀結構LiCo02和LiNiOy尖晶石結構LiMn204，以及LiNiCoMn02等多元材料。但是，上述正極活性材料都有各自的缺點LiCo02充電電壓不能超過4. 2V， LiNi02
的結構不穩(wěn)定，LiMn^4的高溫性能不好，LiNiCoMn(^的電壓平臺低，因此需要對這些正極活
性材料進行改性處理，對正極活性材料進行表面包覆處理是最有效的改性處理方法之一
將少量的氧化物沉積在正極活性材料的表面，可以在不損失材料比容量的前提下有效提高
正極活性材料的結構穩(wěn)定性，阻止正極活性材料與電解液發(fā)生副反應，因此可以改善鋰離
子電池的能量密度、安全性能和充放電循環(huán)穩(wěn)定性。現(xiàn)有技術中已經揭示了多種正極活性材料的改性處理方法，如于2008年11月4日公告的美國專利US 7， 445， 871就揭示了通過液相法制備包覆材料，然后將干燥后的包覆材料與正極活性材料混合燒結，以對正極活性材料進行表面包覆處理。但是，根據上述方法制備表面包覆正極材料時，包覆材料不能均勻地包覆于正極活性材料的表面，影響了鋰離子電池的能量密度、安全性能和充放電循環(huán)穩(wěn)定性。有鑒于此，確有必要提供一種具有理想能量密度、安全性能和充放電循環(huán)穩(wěn)定性的鋰離子電池表面包覆正極材料及其制備方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有理想能量密度、安全性能和充放電循環(huán)穩(wěn)定性的鋰離子電池表面包覆正極材料及其制備方法。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其包括以下步驟 (1)將一種或多種含有包覆金屬M的鹽類化合物加入到溶劑A中進行水解，獲得水解液； (2)將含鋰正極活性材料投入到水解液中充分攪拌并調節(jié)pH值，使水解產物M(OH)&沉淀并均勻吸附于含鋰正極活性材料的表面，其中，當M為Mg、Zn時，n二 1 ;當M為Al、 Ce、 La時，n = 1. 5 ;當M為Si、 Sn、 Ti、 Zr時，n = 2 ;
(3)將吸附有水解產物M(OH)^的含鋰正極活性材料烘干，；以及
(4)將烘干后表面吸附有水解產物M(OH)^的含鋰正極活性材料進行焙燒，形成被金屬氧化物MOn包覆的含鋰正極活性材料，其中，當M為Mg、Zn時，n = 1 ;當M為Al、Ce、La時，n = 1. 5 ;當M為Si、Sn、Ti、Zr時，n = 2。本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法充分利用了液相法和固相法的優(yōu)點，根據本發(fā)明方法制得的正極活性材料的表面均勻包覆有少量的氧化物，表面包覆正極材料的克容量并沒有降低，使用根據本發(fā)明方法制得的表面包覆正極材料的鋰離子電池高電壓下的放電比容量、循環(huán)性能和安全性能都有顯著提高。作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，步驟(1)中，所述溶劑A為水，或能與水互溶的有機溶劑，或水和能與水互溶的有機溶劑的混合物。
作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，步驟(1)中，所述溶劑A為水和能與水互溶的有機溶劑的混合物，有機溶劑與水的重量比在0-100之間，所述溶劑A的重量為加入的所述正極活性材料重量的1-8倍。作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，所述有機溶劑為可與水任意比例互溶的醇類或酮類。作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，步驟(1)中，水解時間為0. 5-1小時，水解溫度為0-10(TC。作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，步驟(2)中，所述pH值的范圍為5-ll，沉淀吸附時間為1-20小時。作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，步驟(3)中，所述烘干在50-20(TC下進行，烘干時間為1-20小時。作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，步驟(4)中，所述焙燒在300-130(TC下進行，焙燒時間為1-20小時。作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，在進行步驟(3)烘干前，用所述溶劑A對步驟(2)中吸附有水解產物M(OH)^的所述含鋰正極活性材料進行洗滌。作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，所述含鋰正極活性材料的通式為LiCo卜x—yM' jr，y02，式中，M'和M"分別選自Al、Ce、Ga、Ge、La、Mg、Mn、Ni、Si、Sn、Ti、W、Zn中的一種，O = x < 1，0 = y < 1， M，和M"不相同。作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，步驟(4)中，所述金屬氧化物MOn中的M選自Al、Ce、La、Mg、Si、Sn、Ti、Zn、Zr中的一種或幾種，其中，當M為Mg、Zn時，n = 1 ;當M為Al、Ce、La時，n = 1. 5 ;當M為Si、Sn、Ti、Zr時，n = 2。
作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，所述含有包覆金屬M的鹽類化合物為可溶于水的無機鹽、醇鹽或有機酸鹽。作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，所述含有
包覆金屬M的鹽類化合物為K2ZrF6、 Zn(N03)2 6H20、 SnCl4、 Si(OC2H5)4、 Mg(N03)2 2H20、
La (N03) 3 6H20、 Ce (N03) 3 6H20、 Al (CH3COO) 3、 ZrOCl2 8H20或者鈦酸二甲酯。作為本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法的一種改進，所述含有包覆
金屬M的鹽類化合物的重量為所述含鋰正極活性材料重量的2% -32%。此外，本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池表面包覆正極材料，該鋰離子表面包覆正極材料是根據前述方法制得的。另外，本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，其包括正極片、負極片、間隔于正負極片之間的隔離膜，以及電解液，其中，正極片由前述方法制得的鋰離子電池表面包覆正極材料與導電碳粉、粘結劑均勻混合制成。

下面結合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料及其制備方法進行詳細說明，其中圖1 :A1、 Bl分別是LiCo02包覆Zr02前后的SEM圖(放大3000倍)，A2、 B2分別是LiCo02包覆Zr02前后的SEM圖(放大30000倍)。圖2丄化002包覆2102前后，在以金屬鋰為負極的半電池中，3.0-4. 5V范圍內，0. 2C下的放電比容量_循環(huán)圖，其中，A為包覆后，B為包覆前。圖3 :LiCo02包覆ZnO前后，在以金屬鋰為負極的半電池中，3. 0_4. 5V范圍內，0. 2C下的放電比容量_循環(huán)圖，其中，A為包覆后，B為包覆前。圖4 :LiNi。.8Co。.202包覆Ti02前后，在以金屬鋰為負極的半電池中，3. 0_4. 3V范圍內，O. 2C下的放電比容量-循環(huán)圖，其中，A為包覆后，B為包覆前。圖5 :LiNi。.8Co。.A包覆Sn02前后，在以金屬鋰為負極的半電池中，3.0-4. 3V范圍內，O. 2C下的放電比容量-循環(huán)圖，其中，A為包覆后，B為包覆前。圖6 :LiNi1/3Co1/3Mn1/302包覆Si02前后，在以金屬鋰為負極的半電池中，3. 0-4. 5V范圍內，O. 2C下的放電比容量_循環(huán)圖，其中，A為包覆后，B為包覆前。
圖7 :LiNi。.5Co。.2Mn。. 302包覆MgO前后，在以金屬鋰為負極的半電池中，3. 0-4. 5V范圍內，O. 2C下的放電比容量-循環(huán)圖，其中，A為包覆后，B為包覆前。圖8 :LiNi。.8Co。.202包覆LaOL5前后，在以金屬鋰為負極的半電池中，3. 0-4. 3V范圍內，O. 2C下的放電比容量_循環(huán)圖，其中，A為包覆后，B為包覆前。圖9 :LiNi。.8Co。.202包覆CeOL5前后，在以金屬鋰為負極的半電池中，3. 0_4. 3V范圍內，O. 2C下的放電比容量_循環(huán)圖，其中，A為包覆后，B為包覆前。圖10 :LiCo02包覆A10u前后，在以金屬鋰為負極的半電池中，3.0-4. 5V范圍內，0. 2C下的放電比容量_循環(huán)圖，其中，A為包覆后，B為包覆前。圖ll :LiCo02包覆AlZr0n前后，在以金屬鋰為負極的半電池中，3.0-4. 5V范圍內，0. 2C下的放電比容量_循環(huán)圖，其中，A為包覆后，B為包覆前。圖12 :正極活性材料LiCo02包覆Zr(^前后，在以人造石墨為負極的全電池中，3. 0-4. 35V范圍內，0. 2C下的容量保持率_循環(huán)圖，其中，A為包覆后，B為包覆前。
具體實施例方式
下面結合各個實施例，詳細說明本發(fā)明鋰離子電池表面包覆正極材料及其制備方法。其中，如無特別說明，以下各個實施例中的包覆量均指的是由含有包覆金屬的鹽類化合物所轉化成的氧化物的重量占表面包覆有氧化物的正極活性材料的總重量的百分數(shù)。
實例1 : 稱取34. 5g K2ZrF6溶于2kg去離子水中，在常溫下攪拌充分水解；隨后，在攪拌的
6條件下加入500g LiCo02，攪拌均勻后，滴加2M的氨水將混合物的pH值調節(jié)至7，繼續(xù)攪拌 5小時；然后，停止攪拌并過濾、用去離子水洗滌，在85t:下干燥；最后，將干燥后的混合物在100(TC下焙燒2小時，緩慢冷卻至室溫，得到包覆量為3%的表面包覆正極材料。
將按照前述方法制得的表面包覆正極材料與導電碳、聚偏氟乙烯(PVDF)均勻混合制備成正極漿料，涂布在正極集流體上形成正極，以鋰片為負極，在手套箱中組成扣式電池，進行電化學測試。圖l為LiCo02包覆Zr(^前后的SEM圖，從圖中可以看出淺色部分所表示的Zr02均勻地包覆在深色部分所表示的LiCo02的表面。圖2為LiCo02包覆Zr02前后，在3. 0-4. 5V范圍內，O. 2C下的放電比容量-循環(huán)圖對比，結果表明，經過表面包覆Zr02 后的正極活性材料LiCo(^的克容量發(fā)揮提升了 5. 5mAh/g。
實例2 : 稱取55g Zn(N0^'6H^溶于4kg去離子水中，在常溫下攪拌使其充分水解；隨后，在攪拌的條件下加入500g LiCo02，攪拌均勻后，滴加2M的氨水將混合物的pH值調節(jié)至8，繼續(xù)攪拌5小時；然后，停止攪拌并過濾、用去離子水洗滌，在85t:下干燥；最后，將干燥后的混合物在60(TC下焙燒2小時，緩慢冷卻至室溫，得到包覆量為3%的表面包覆正極材料。
將按照前述方法制得的表面包覆正極材料與導電碳、PVDF均勻混合制備成正極漿料，涂布在正極集流體上形成正極，以鋰片為負極，在手套箱中組成扣式電池，進行電化學測試。圖3為LiCo02包覆ZnO前后，在3. 0_4. 5V范圍內，O. 2C下的放電比容量-循環(huán)圖對比，結果表明，經過表面包覆ZnO后的正極活性材料LiCo02的循環(huán)性能得到了明顯提高。
實例3 : 稱取36g鈦酸二甲酯溶于500g乙醇中，在常溫下攪拌使其充分水解；隨后，在攪拌的條件下加入500g 1^附。.8&)。.202，調節(jié)pH至11均勻攪拌5小時；然后，停止攪拌并過濾、用乙醇洗滌，在9(TC下干燥；最后，將干燥后的混合物在50(TC下焙燒5小時，緩慢冷卻至室溫，得到包覆量為3%的表面包覆正極材料。將按照前述方法制得的表面包覆正極材料與導電碳、PVDF均勻混合制備成正極漿料，涂布在正極集流體上形成正極，以鋰片為負極，在手套箱中組成扣式電池，進行電化學測試。圖4為LiNi。.8Co。.202包覆Ti02前后，在3. 0-4. 3V范圍內，0. 2C下的放電比容量-循環(huán)圖對比，結果表明，經過表面包覆Ti02后的正極活性材料LiNi。.8Co。.202的循環(huán)性能得到了明顯改善。
實例4 : 稱取17. 3g SnCl4溶于500g去離子水和乙醇的混合溶液中，水和乙醇的體積比為 1 : 9，在常溫下攪拌均勻；隨后，在攪拌的條件下加入500g 1^附。.80)。.202，攪拌均勻后，滴加2M的氨水將混合物的pH值調節(jié)至8，繼續(xù)攪拌5小時；然后，停止攪拌并過濾、用前述混合溶液洗滌，在85°C下干燥；最后，將干燥后的混合物在600°C下焙燒2小時，緩慢冷卻至室溫，得到包覆量為2%的表面包覆正極材料。將按照前述方法制得的表面包覆正極材料與導電碳、PVDF混合均勻制備成正極漿料，涂布在正極集流體上形成正極，以鋰片為負極，在手套箱中組成扣式電池，進行電化學測試。圖5為LiNi。. 8Co。. 202包覆Sn02前后，在3. 0_4. 3V范圍內，0. 2C下的放電比容量-循環(huán)圖對比，結果表明，經過表面包覆Sn02后的正極活性材料LiNi。.8Co。.202的循環(huán)性能得到了明顯提升。
7
實例5 : 稱取52g Si (0C2H5)4溶于1kg乙醇中，在常溫下攪拌使其充分水解；隨后，在攪拌的條件下加入500g LiNi力Ccv3Mn力02，調節(jié)pH至IO，均勻攪拌5小時；然后，停止攪拌并過濾、用乙醇洗滌，在75t:下干燥；最后，將干燥后的混合物在50(TC下焙燒5小時，緩慢冷卻至室溫，得到包覆量為3%的表面包覆正極材料。將按照前述方法制得的表面包覆正極材料與導電碳、PVDF混合均勻制備成正極漿料，涂布在正極集流體上形成正極，以鋰片為負極，在手套箱中組成扣式電池，進行電化學測試。圖6為LiNi1/3Co1/3Mn1/302包覆Si02前后，在3. 0-4. 5V范圍內，0. 2C下的放電比容量_循環(huán)圖對比，結果表明，經過20個循環(huán)后，表面包覆有Si02的正極活性材料 LiNi1/3Co1/3Mn1/302的比容量比表面未包覆Si02的正極活性材料LiNi1/3Co1/3Mn1/302提升了 6.3mAh/g。
實例6 : 稱取49g Mg(N03)2 2H20溶于2kg去離子水中，在常溫下攪拌使其充分水解；隨后，在攪拌的條件下加入500g LiNi。.sCo。.2Mn。.302，攪拌均勻后，滴加2M的氨水將混合物的 pH值調節(jié)至7，繼續(xù)攪拌5小時；然后，停止攪拌并過濾并用去離子水洗滌，在85t:下干燥；最后，將干燥后的混合物在60(TC下焙燒2小時，緩慢冷卻至室溫，得到包覆量為3%的表面包覆正極材料。將按照前述方法制得的表面包覆正極材料與導電碳、PVDF混合均勻制備成正極漿料，涂布在正極集流體上形成正極，以鋰片為負極，在手套箱中組成扣式電池，進行電化學測試。圖7為LiNi。.5Co。.2Mn。.302包覆MgO前后，在3. 0-4. 5V范圍內，O. 2C下的放電比容量_循環(huán)圖對比，結果表明，經過表面包覆MgO后的正極活性材料LiNi。.5Co。.2Mn。.302的克容量發(fā)揮提升了 2. 5mAh/g。
實例7: 稱取10g La(NO丄'6H^溶于2kg去離子水和丙酮的混合溶液中，攪拌均勻；隨后，在攪拌的條件下加入500g LiNi。. 8Co。. 202，攪拌均勻后，滴加2M的氨水將混合物的pH值調節(jié) 至7，繼續(xù)攪拌5小時；然后，停止攪拌并過濾、用前述混合溶液洗滌，在85t:下干燥；最后，將干燥后的混合物在60(TC下焙燒2小時，緩慢冷卻至室溫，得到包覆量為0. 9%的表面包覆正極材料。將按照前述方法制得的表面包覆正極材料與導電碳、PVDF混合均勻制備成正極漿料，涂布在正極集流體上形成正極，以鋰片為負極，在手套箱中組成扣式電池，進行電化學測試。圖8為LiNi。. 8Co。. 202包覆LaOL 5前后，在3. 0_4. 3V范圍內，0. 2C下的放電比容量-循環(huán)圖對比，結果表明，經過表面包覆LaOu后的正極活性材料LiNi。.8Co。.202的循環(huán)性能得到了明顯提升。
實例8 : 稱取13g Ce(N03)3 *61120溶于lkg去離子水和丙酮的混合溶液中，攪拌均勻；隨后，在攪拌的條件下加入500g LiNi。.8Co。.202，攪拌均勻后，滴加2M的氨水將混合物的pH值調節(jié)至7，繼續(xù)攪拌5小時；然后，停止攪拌并過濾、采用去離子水和丙酮的混合溶液洗滌，在 85t:下干燥；最后，將干燥后的混合物在60(rC下焙燒2小時，緩慢冷卻至室溫，得到包覆量為1%的表面包覆正極材料。
將按照前述方法制得的表面包覆正極材料與導電碳、PVDF混合均勻制備成正極漿料，涂布在正極集流體上形成正極，以鋰片為負極，在手套箱中組成扣式電池，進行電化學測試。圖9為LiNi。. 8Co。. 202包覆CeOL 5前后，在3. 0_4. 3V范圍內，0. 2C下的放電比容量-循環(huán)圖對比，結果表明，經過表面包覆Ce0^后的正極活性材料LiNi。.8Co。.202的循環(huán)性能得到了明顯提升。
實例9 : 稱取160gAl (CH3C00)3溶于0. 5kg異丙醇中，在常溫下攪拌使其充分水解；隨后，在攪拌的條件下加入500g LiCo(^，調節(jié)pH至8，然后均勻攪拌5小時；然后，停止攪拌并過濾、采用異丙醇進行洗滌，在75t:下干燥；最后，將干燥后的混合物在50(TC下焙燒5小時，緩慢冷卻至室溫，得到包覆量為8%的表面包覆正極材料。將按照前述方法制得的表面包覆正極材料與導電碳、PVDF混合均勻制備成正極
漿料，涂布在正極集流體上形成正極，以鋰片為負極，在手套箱中組成扣式電池，進行電化
學測試。圖10為LiCo02包覆A10l5前后，在3. 0-4. 5V范圍內，O. 2C下的放電比容量_循
環(huán)圖對比，結果表明，經過表面包覆A10,5后的正極活性材料LiCo02的克容量發(fā)揮提升了
3.3mAh/g。實例10 : 稱取10. 5g ZrOCl2 8H20溶于lOOg水中;稱取110. 4g Al (N03)3 9H20并完全溶解溶于2kg去離子水中，隨后，在攪拌的條件下在Al (N03)3溶液中加入500gLiCo(^，攪拌均勻后，加入前述ZrOCl2溶液，滴加5M的氨水將混合物的pH值調至5，繼續(xù)攪拌5小時；然后，停止攪拌并過濾、洗滌，在85t:下干燥；最后，將干燥后的混合物在50(rC下焙燒5小時，緩慢冷卻至室溫，得到包覆量為3. 8%的表面包覆正極材料。將按照前述方法制得的表面包覆正極材料與導電碳、PVDF混合均勻制備成正極漿料，涂布在正極集流體上形成正極，以鋰片為負極，在手套箱中組成扣式電池，進行電化學測試。圖11為LiCo02包覆AlZrOn前后，在3.0-4. 5V范圍內，0.2C下的放電比容量-循環(huán) 圖對比，結果表明，經過20個循環(huán)后，表面包覆有AlZrOn的正極活性材料LiCo02的比容量比表面未包覆AlZrOn的正極活性材料LiCo02的比容量提升了 5. 3mAh/g。
實例11 : 按照前述實施例1制備表面包覆Zr02的正極活性材料LiCo02，并用制得的表面包覆正極材料與導電碳粉、粘結劑均勻混合制作正極，以人造石墨為負極，將正極片、負極片和隔離膜以常規(guī)工藝巻繞，然后經過端子焊接、包裝鋁箔封裝、注液、封裝化成、抽氣成型制得鋰離子電池。在3. 0-4. 35V下與包覆前的正極活性材料LiCo(^進行對比，結果如圖12所示。從圖中可以看出，表面包覆Zr02后的正極活性材料LiCo02經過200個循環(huán)以后，其容量保持仍然可以達到92% ，而表面未包覆Zr02的正極活性材料LiCo02在200個循環(huán)后，容量已經降到88%。結果說明經過表面包覆Zr02后，正極活性材料LiCo(^在高電壓下的循環(huán)性能得到了顯著改善。根據上述說明書的揭示和教導，本發(fā)明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式
，對本發(fā)明的一些修改和變更也應當落入本發(fā)明的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構成任何限制。
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權利要求
一種鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其包括以下步驟(1)將一種或多種含有包覆金屬M的鹽類化合物加入到溶劑A中進行水解，獲得水解液；(2)將含鋰正極活性材料投入到水解液中充分攪拌并調節(jié)pH值，使水解產物M(OH)2n沉淀并均勻吸附于含鋰正極活性材料的表面，其中，當M為Mg、Zn時，n＝1；當M為Al、Ce、La時，n＝1.5；當M為Si、Sn、Ti、Zr時，n＝2；(3)將吸附有水解產物M(OH)2n的含鋰正極活性材料烘干；以及(4)將烘干后表面吸附有水解產物M(OH)2n的含鋰正極活性材料進行焙燒，形成被金屬氧化物MOn包覆的含鋰正極活性材料，其中，當M為Mg、Zn時，n＝1；當M為Al、Ce、La時，n＝1.5；當M為Si、Sn、Ti、Zr時，n＝2。
2. 根據權利要求1所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中，所述溶劑A為水，或能與水互溶的有機溶劑，或水和能與水互溶的有機溶劑的混合物。
3. 根據權利要求2所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中，所述溶劑A為水和能與水互溶的有機溶劑的混合物，有機溶劑與水的重量比在 0-100之間，所述溶劑A的重量為加入的所述正極活性材料重量的1-8倍。
4. 根據權利要求2或3所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于所述有機溶劑為可與水任意比例互溶的醇類或酮類。
5. 根據權利要求1所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中，水解時間為0. 5-1小時，水解溫度為O-IO(TC。
6. 根據權利要求1所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于步驟(2)中，所述pH值的范圍為5-ll，沉淀吸附時間為1-20小時。
7. 根據權利要求1所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中，所述烘干在50-20(TC下進行，烘干時間為1-20小時。
8. 根據權利要求1所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于步驟(4)中，所述焙燒在300-130(TC下進行，焙燒時間為1-20小時。
9. 根據權利要求1所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于在進行步驟(3)烘干前，用所述溶劑A對步驟(2)中的吸附有水解產物M(OH)&的所述含鋰正極活性材料進行洗滌。
10. 根據權利要求1所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于所述含鋰正極活性材料的通式為LiCo卜x—yM', 02，式中，M'和M"分別選自Al、 Ce、 Ga、 Ge、 La、Mg、Mn、Ni、Si、Sn、Ti、W、Zn中的一種，O = x < 1，0 = y < 1， M'禾口M"不相同。
11. 根據權利要求1所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于所述金屬氧化物MOn中的M選自Al、 Ce、 La、Mg、 Si、 Sn、 Ti、 Zn、 Zr中的一種或幾種，其中，當M 為Mg、Zn時，n = 1 ;當M為Al、Ce、La時，n = 1. 5 ;當M為Si、 Sn、Ti、Zr時，n = 2。
12. 根據權利要求l所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于所述含有包覆金屬M的鹽類化合物為可溶于水的無機鹽、醇鹽或有機酸鹽。
13. 根據權利要求l所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于所述含有包覆金屬M的鹽類化合物為K2ZrF6、 Zn(N03)2 6H20、 SnCl4、 Si (OC2H5)4、Mg (N03) 2 2H20、 La (N03) 3 6H20、 Ce (N03) 3 6H20、 Al (CH3C00) 3、 ZrOCl2 8H20或者鈦酸二甲酯。
14. 根據權利要求1所述的鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其特征在于所述含有包覆金屬M的鹽類化合物的重量為所述含鋰正極活性材料重量的2%至32%。
15. —種鋰離子電池表面包覆正極材料，其特征在于所述鋰離子電池表面包覆正極材料是根據權利要求1至14中任一項所述的方法制得。
16. —種鋰離子電池，其包括正極片、負極片、間隔于正負極片之間的隔離膜，以及電解液，其特征在于所述正極片由權利要求15所述的鋰離子電池表面包覆正極材料與導電碳粉、粘結劑均勻混合制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池表面包覆正極材料的制備方法，其包括以下步驟(1)將一種或多種含有包覆金屬M的鹽類化合物加入到溶劑A中進行水解，獲得水解液；(2)將含鋰正極活性材料投入到水解液中充分攪拌并調節(jié)pH值，使水解產物M(OH)2n沉淀并均勻吸附于含鋰正極活性材料的表面；(3)將吸附有水解產物M(OH)2n的含鋰正極活性材料烘干；以及(4)將烘干后的表面吸附有水解產物M(OH)2n的含鋰正極活性材料進行焙燒，形成被金屬氧化物MOn包覆的正極活性材料。根據本發(fā)明方法制備的鋰離子電池表面包覆正極材料可顯著改善鋰離子電池的能量密度、安全性能和充放電循環(huán)穩(wěn)定性。此外，本發(fā)明還公開了一種根據本發(fā)明方法制備的鋰離子電池表面包覆正極材料和使用該材料的鋰離子電池。
文檔編號H01M4/1391GK101777647SQ20101011917
公開日2010年7月14日申請日期2010年2月11日優(yōu)先權日2010年2月11日
發(fā)明者吳夢堯, 徐磊敏, 李路, 柳娜, 許瑞, 趙豐剛申請人:東莞新能源科技有限公司;東莞新能源電子科技有限公司

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