專利名稱：鋰離子二次電池正極材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子二次電池正極材料及其制備方法、鋰離子二次電池正極和鋰離子二次電池。
背景技術(shù)：
二次電池，又稱為充電電池，是在電池放電后可通過充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池。相對于干電池，二次電池的循環(huán)充電次數(shù)可達(dá)數(shù)千至數(shù)萬次，是一種新型的環(huán)保電池。目前市場上的二次電池主要包括鉛酸電池、鎘鎳電池、鎳氫電池和鋰離子電池。鉛酸電池價格便宜但含有污染環(huán)境的重金屬鉛，鎘鎳電池較為環(huán)保但能量密度較低，鎳氫電
池能量密度較高但具有輕度的記憶效應(yīng)，高溫環(huán)境下充放電效率差。相對于鉛酸電池、鎘鎳電池和鎳氫電池，鋰離子電池具有較高的比能量，放電曲線平衡，自放電率低，循環(huán)壽命較長，無記憶效應(yīng)，對環(huán)境無污染，是近些年來發(fā)展起來的綠色電池。鋰離子二次電池包括正極、負(fù)極、設(shè)置在正極與負(fù)極之間的隔膜和電解液。其中，正極包括基體和涂覆在該基體上的涂覆材料，其中涂覆材料包括正極材料(正極活性物質(zhì))、導(dǎo)電材料和粘結(jié)劑。正極材料是鋰離子二次電池的關(guān)鍵原材料，由于正極材料在鋰離子二次電池中占有較大的重量比，因此正極材料性能決定了電池的體型、安全性和電學(xué)性倉泛。隨著石油、煤炭等化石燃料的快速消耗以及伴隨而來的嚴(yán)重的溫室效應(yīng)，人們對于清潔的可再生能源的需求也與日俱增。鋰離子二次電池屬于清潔能源領(lǐng)域，具有安全性好，循環(huán)性能好，循環(huán)壽命長，無毒無害等特點，有希望被用做大型動力電源和大型儲能電源。由于鈷酸鋰價格高、安全性能較差，無法用于這類大型的電源中；尖晶石錳酸鋰雖然安全性高，價格低廉，但其能量密度低，循環(huán)性能和高溫性能差，碳作負(fù)極時錳溶解問題突出；磷酸鹽體系具有成本低、高安全性和良好的循環(huán)性能等優(yōu)勢，但也存在能量密度偏低，材料本體的電子導(dǎo)電性差，制備工藝較為復(fù)雜等一系列問題，材料品質(zhì)有待進(jìn)一步改進(jìn)，因此必須要開發(fā)新型的正極材料來滿足大型鋰離子電池的需要。最近一種高容量固溶體材料受到了廣泛的關(guān)注,它的主要成分是錳鎳鈷,其中錳的含量占50wt%以上，因此價格相對于鈷酸鋰價格要低很多，此外，該材料還具有能量密度大，功率密度高等特點，因此備受關(guān)注。其主要問題一個是循環(huán)性能有待提高，另一個是其倍率特性比較差。這將嚴(yán)重影響其在大容量鋰離子動力電池和鋰離子存儲電池中的應(yīng)用。作為改善的手段，人們嘗試了氟化物包覆、氧化物包覆和碳包覆來改善固溶體材料的循環(huán)性。由于這些包覆層多為非電化學(xué)活性的物質(zhì)從而降低了材料的可逆容量，而且這些表面處理工藝還會增加材料的成本。此外，也有報道通過逐步活化富鋰材料的方法(step-by-step treatment)來提高材料的循環(huán)特性,然而這種方法屬于電池制作工程中化成工序，漫長的處理時間對于電池的出貨和成本都不利，對于改善倍率特性也沒有根本的幫助。富鋰層狀固溶體材料的循環(huán)特性與倍率特性較差是與其晶體結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系的。一般說來，富鋰層狀固溶體材料中包含電化學(xué)惰性的Li2MnO3與電化學(xué)活性的Li-Ni-Co-O兩個部分。兩種之間由于制備條件的原因其微觀的分布是非常不同的。受制備條件的影響，材料晶粒的內(nèi)部和表面經(jīng)常會有大量的缺陷存在，這些缺陷的存在是影響其循環(huán)與倍率特性的根本因素。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種表面和晶粒內(nèi)部高度有序的富鋰層狀固溶體鋰離子二次電池正極材料及其制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案本發(fā)明的鋰離子二次電池正極材料，用通式Li1+xNiyCozMni_x_y_z02表示，其中O ^ X ^ O. 3,0 ^ y ^ O. 3,0 ^ z ^ O. 3o
本發(fā)明還提供了一種制備上述鋰離子二次電池正極材料的方法，具體包括下述步驟以Li1+xNiyCOzMni_x_y_z02的配比稱量水溶性鋰源化合物、水溶性鎳源化合物、水溶性鈷源化合物和水溶性錳源化合物，其中OSxS O. 3，OSyS O. 3，OSzS O. 3，水溶性鋰源化合物過量，加入去離子水混合配成溶液，噴霧干燥所述溶液得到混合物，將所述混合物在空氣氣氛中70(Tl00(TC下快速預(yù)燒處理，然后在馬弗爐中70(Tl00(TC煅燒6 20h，自然冷卻后，研磨，去離子水洗滌多次，烘干。所述的水溶性鋰源化合物選自醋酸鋰，硝酸鋰、氫氧化鋰或碳酸鋰；所述的水溶性鎳源化合物選自醋酸鎳、硝酸鎳、氯化鎳或硫酸鎳；所述的水溶性鈷源化合物選自醋酸鈷、硝酸鈷、氯化鈷或硫酸鈷；所述的水溶性錳源化合物選自醋酸錳、硝酸錳、氯化錳或硫酸錳。優(yōu)選的，所述的水溶性鋰源化合物為氫氧化鋰；所述的水溶性鎳源化合物為醋酸鎳；所述的水溶性鈷源化合物為醋酸鈷；所述的水溶性錳源化合物為醋酸錳。進(jìn)一步的，本發(fā)明提供一種鋰離子二次電池正極，包括基體和置于基體表面的涂覆材料，所述涂覆材料包括上述的正極材料、導(dǎo)電材料和粘接劑。進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供一種鋰離子二次電池，包括上述鋰離子二次電池正極、負(fù)極、設(shè)置在正極和負(fù)極之間的隔膜和電解液。本發(fā)明通過樣品合成過程中的條件控制，得到表面和晶粒內(nèi)部高度有序的富鋰層狀固溶體正極材料，進(jìn)而方便快速的得到高品質(zhì)、高性能的富鋰層狀固溶體正極材料。綜上所述，通過本發(fā)明中使用的合成方法和條件，可以方便快速的制備具有良好的結(jié)晶度、高的純度、優(yōu)異的倍率放電特性和循環(huán)特性的富鋰層狀固溶體正極材料。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關(guān)本發(fā)明的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明比較例I及實施例f 4中獲得的樣品的X射線衍射圖；圖2是本發(fā)明比較例2及實施例5飛中獲得的樣品在室溫下低倍率循環(huán)特性圖3是本發(fā)明比較例3及實施例 、中獲得的樣品在室溫不同倍率下的循環(huán)特性圖；圖4是本發(fā)明比較例I及實施例4中獲得的樣品高分辨透射電鏡圖，其中4a為比較例1,4b為實施例4。
具體實施例方式本發(fā)明公開了一種鋰離子二次電池正極材料，用通式Li1+xNiyCOzMni_x_y_z02表示，其中 OS X < O. 3，OS y < O. 3，OS z < O. 3。本發(fā)明還提供了一種制備上述鋰離子二次電池正極材料的方法，具體包括下述步驟以Li1+xNiyCOzMni_x_y_z02的配比稱量水溶性鋰源化合物、水溶性鎳源化合物、水溶
性鈷源化合物和水溶性錳源化合物，其中OSxS O. 3，OSyS O. 3，OSzS O. 3，水溶性鋰源化合物過量，加入去離子水混合配成溶液，噴霧干燥所述溶液得到混合物，將所述混合物在空氣氣氛中70(Tl00(TC下快速預(yù)燒處理，然后在馬弗爐中70(Tl00(TC煅燒6 20h，自然冷卻后，研磨，去離子水洗滌多次，烘干。所述的水溶性鋰源化合物選自醋酸鋰，硝酸鋰、氫氧化鋰或碳酸鋰；所述的水溶性鎳源化合物選自醋酸鎳、硝酸鎳、氯化鎳或硫酸鎳；所述的水溶性鈷源化合物選自醋酸鈷、硝酸鈷、氯化鈷或硫酸鈷；所述的水溶性錳源化合物選自醋酸錳、硝酸錳、氯化錳或硫酸錳。下述的實施例中，所述的水溶性鋰源化合物為氫氧化鋰；所述的水溶性鎳源化合物為醋酸鎳；所述的水溶性鈷源化合物為醋酸鈷；所述的水溶性錳源化合物為醋酸錳。噴霧干燥是在干燥室熱氣流中使噴成霧狀的液體物料干燥的方法。將混合溶液進(jìn)行噴霧干燥處理后得到的粉末具有較高純度，相對于傳統(tǒng)的溶液結(jié)晶法，噴霧干燥法無需再對產(chǎn)品進(jìn)行洗滌、干燥等后處理，簡化的操作流程。并且，噴霧干躁法的干燥過程非常迅速，適合于工業(yè)量化生產(chǎn)。本發(fā)明可以采用氣流式霧化干燥法、壓力式霧化干燥法或旋轉(zhuǎn)式霧化干燥法，本發(fā)明對此并無特別限制。進(jìn)一步的，本發(fā)明提供一種鋰離子二次電池正極，包括基體和置于基體表面的涂覆材料，所述涂覆材料包括上述的正極材料、導(dǎo)電材料和粘接劑。上述鋰離子二次電池正極中基體可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的材料，如鋁箔；涂覆材料中導(dǎo)電材料優(yōu)選為導(dǎo)電炭黑super P ;粘接劑可以為聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或丁苯橡膠。本發(fā)明提供的鋰離子二次電池正極可以采用如下方法制備將上述鋰離子二次電池正極材料、導(dǎo)電材料、粘結(jié)劑混合后溶解于N-甲基吡咯烷酮(NMP)并壓在基體上制成正極片。進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供一種鋰離子二次電池，包括上述鋰離子二次電池正極、負(fù)極、設(shè)置在正極和負(fù)極之間的隔膜和電解液。本發(fā)明對所述鋰離子二次電池用隔膜沒有特殊限制，從成本因素考慮，優(yōu)選為聚乙烯隔膜或聚丙烯隔膜。本發(fā)明對所述鋰離子二次電池電解液沒有特殊限制，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的用于二次鋰電池的非水電解液，如含有LiPF6、LiBF4, LiAsF6, LiClO4, LiCH3S03、LiN(SO2CF3)2'LiC (SO2CF3) 3、LiAlCl4'LiSiF6'LiB (C6H5)4'LiCl 和 LiBr 中的一種或多種電解質(zhì)的非水電解液，優(yōu)選為LiPF6的非水電解液。本發(fā)明制備的通式為Li1+xNiyCozMni_x_y_z02的鋰離子二次電池正極材料可以作為圓柱形鋰離子電池、方形鋰離子電池和紐扣式鋰離子電池的正極材料，并且可以作為鋰離子動力電池和鋰離子儲能電池的正極材料。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。比較例I
以Li1.2Niai7CoQ.Q7MnQ. 5602的配比稱量氫氧化鋰(鋰源5wt%過量)、醋酸鎳、醋酸鈷和醋酸錳，混合后加入去離子水配成O. 2mol/L的溶液，將所述溶液用噴霧干燥機(jī)干燥得到混合物，將所述混合物在空氣氣氛中在850°C快速預(yù)燒處理，然后在馬弗爐中850°C煅燒14h，冷卻后研磨烘干。實施例I以Li1.2Niai7CoQ.Q7Mna 5602的配比稱量氫氧化鋰(鋰源7wt%過量)、醋酸鎳、醋酸鈷和醋酸錳，混合后加入去離子水配成O. 2mol/L的溶液，將所述溶液用噴霧干燥機(jī)干燥得到混合物，將所述混合物在空氣氣氛中在700°C快速預(yù)燒處理，然后在馬弗爐中700°C煅燒20h，冷卻后研磨烘干。實施例2以Li12Nici l7Coaci7Mnci 56O2的配比稱量氫氧化鋰(鋰源9wt%過量)、醋酸鎳、醋酸鈷和醋酸錳，混合后加入去離子水配成O. 2mol/L的溶液，將所述溶液用噴霧干燥機(jī)干燥得到混合物，將所述混合物在空氣氣氛中在1000°C快速預(yù)燒處理，然后在馬弗爐中1000°C煅燒6h，冷卻后研磨烘干。實施例3以Li1.2NiQ.17CoQ.Q7Mna 5602的配比稱量氫氧化鋰(鋰源10wt%過量)、醋酸鎳、醋酸鈷和醋酸錳，混合后加入去離子水配成O. 2mol/L的溶液，將所述溶液用噴霧干燥機(jī)干燥得到混合物，將所述混合物在空氣氣氛中在800°C快速預(yù)燒處理，然后在馬弗爐中800°C煅燒12h，冷卻后研磨烘干。實施例4以Li1.2NiQ.17CoQ.Q7Mna 5602的配比稱量氫氧化鋰(鋰源10wt%過量)、醋酸鎳、醋酸鈷和醋酸錳，混合后加入去離子水配成O. 2mol/L的溶液，將所述溶液用噴霧干燥機(jī)干燥得到混合物，將所述混合物在空氣氣氛中在800°C快速預(yù)燒處理，然后在馬弗爐中800°C煅燒12h,冷卻研磨后用去尚子水洗漆2次，烘干后備用。從圖I中可以看出，無論是比較例1，還是實施例廣4，按照我們設(shè)計的實驗路線得到的樣品，在它們的X射線衍射圖譜中均沒有看到雜質(zhì)峰的存在，表現(xiàn)出很高的純度。比較例2將比較例I制備的樣品與導(dǎo)電炭黑super P、粘結(jié)劑PVDF按7:2:1比例混合，溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，攪拌均勻后涂在鋁箔上制成正極片，將所述正極片在真空烘箱中在120°C下干燥12h，將干燥后的正極片、以金屬鋰片制備的負(fù)極、聚丙烯隔膜、以及電解液在充滿高純氬氣的手套箱中組裝，得到CR2016型鈕扣式實驗電池。充放電電流為20毫安每克，充放電電壓區(qū)間在2 4. 8伏之間。所述電解液中支持電解質(zhì)為LiPF6，溶劑為碳酸乙烯酯(EC)與碳酸二乙酯(DEC)按體積比為1:1混合而成，所述電解液的濃度為lmol/L，電池測試溫度為室溫。實施例5將實施例3制備的樣品與導(dǎo)電炭黑super P、粘結(jié)劑PVDF按7:2:1比例混合，溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，攪拌均勻后涂在鋁箔上制成正極片，將所述正極片在真空烘箱中在120°C下干燥12h，將干燥后的正極片、以金屬鋰片制備的負(fù)極、聚丙烯隔膜、以及電解液在充滿高純氬氣的手套箱中組裝，得到CR2032型鈕扣式實驗電池。充放電電流為20毫安每克，充放電電壓區(qū)間在2 4. 8伏之間。所述電解液中支持 電解質(zhì)為LiPF6，溶劑為碳酸乙烯酯(EC)與碳酸二乙酯(DEC)按體積比為1:1混合而成，所述電解液的濃度為lmol/L，電池測試溫度為室溫。實施例6將實施例4制備的樣品與導(dǎo)電炭黑super P、粘結(jié)劑PVDF按7:2:1比例混合，溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，攪拌均勻后涂在鋁箔上制成正極片，將所述正極片在真空烘箱中在120°C下干燥12h，將干燥后的正極片、以金屬鋰片制備的負(fù)極、聚丙烯隔膜、以及電解液在充滿高純氬氣的手套箱中組裝，得到CR2032型鈕扣式實驗電池。充放電電流為20毫安每克，充放電電壓區(qū)間在2 4. 8伏之間。所述電解液中支持電解質(zhì)為LiPF6，溶劑為碳酸乙烯酯(EC)與碳酸二乙酯(DEC)按體積比為1:1混合而成，所述電解液的濃度為lmol/L，電池測試溫度為室溫。從圖2可以看出，通過比較例2獲得的樣品，低電流放電(20mA/g)初始放電比容量為290毫安小時每克，40圈循環(huán)后容量保持率為91%。隨著過量鋰的引入，實施例5的初始放電比容量降低到145毫安小時每克，其容量隨著循環(huán)而逐漸增加，40圈后達(dá)197毫安小時每克。而水洗處理過后，實施例6的初始容量為264毫安小時每克，并且在40圈循環(huán)后仍能保持在260毫安小時每克，其比容量衰減比較慢，表現(xiàn)了較好的循環(huán)性能。比較例3將比較例I制備的樣品與導(dǎo)電炭黑super P、粘結(jié)劑PVDF按7:2:1比例混合，溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，攪拌均勻后涂在鋁箔上制成正極片。將所述正極片在真空烘箱中在120°C下干燥12h，將干燥后的正極片、以金屬鋰片制備的負(fù)極、聚丙烯隔膜、以及電解液在充滿高純氬氣的手套箱中組裝，得到CR2032型鈕扣式實驗電池。充電電流為20暈安每克，放電電流分別為20暈安每克、40暈安每克、100暈安每克、200暈安每克和20暈安每克,充放電電壓區(qū)間在2 4. 8伏之間。所述電解液中支持電解質(zhì)為LiPF6，溶劑為碳酸乙烯酯(EC)與碳酸二乙酯(DEC)按體積比為1:1混合而成，所述電解液的濃度為lmol/L,電池測試溫度為室溫。實施例7將實施例3制備的樣品與導(dǎo)電炭黑super P、粘結(jié)劑PVDF按7:2:1比例混合，溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，攪拌均勻后涂在鋁箔上制成正極片，將所述正極片在真空烘箱中在120°C下干燥12h，將干燥后的正極片、以金屬鋰片制備的負(fù)極、聚丙烯隔膜、以及電解液在充滿高純氬氣的手套箱中組裝，得到CR2032型鈕扣式實驗電池。充電電流為20暈安每克，放電電流分別為20暈安每克、40暈安每克、100暈安每克、200暈安每克和20暈安每克,充放電電壓區(qū)間在2 4. 8伏之間。所述電解液中支持電解質(zhì)為LiPF6，溶劑為碳酸乙烯酯(EC)與碳酸二乙酯(DEC)按體積比為1:1混合而成，所述電解液的濃度為lmol/L,電池測試溫度為室溫。實施例8將實施例4制備的樣品與導(dǎo)電炭黑super P、粘結(jié)劑PVDF按7:2:1比例混合，溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，攪拌均勻后涂在鋁箔上制成正極片，將所述正極片在真空烘箱中在120°C下干燥12h，將干燥后的正極片、以金屬鋰片制備的負(fù)極、聚丙烯隔膜、以及電 解液在充滿高純氬氣的手套箱中組裝，得到CR2032型鈕扣式實驗電池。充電電流為20暈安每克，放電電流分別為20暈安每克、40暈安每克、100暈安每克、200暈安每克和20暈安每克,充放電電壓區(qū)間在2 4. 8伏之間。所述電解液中支持電解質(zhì)為LiPF6，溶劑為碳酸乙烯酯(EC)與碳酸二乙酯(DEC)按體積比為1:1混合而成，所述電解液的濃度為lmol/L,電池測試溫度為室溫。從圖3可以看出，通過比較例3獲得的樣品，小電流放電(20mA/g)比容量為290毫安小時每克，但是在大電流放電(200mA/g)時，比容量為167毫安小時每克，其容量衰減還是比較明顯的。而通過實施例7和實施例8獲得的樣品，小電流放電(20mA/g)比容量分別為140暈安小時每克和276暈安小時每克，當(dāng)在大電流放電(200mA/g)時，比容量分別為173暈安小時每克和201暈安小時每克,其比容量裳減比較慢,表現(xiàn)了較好的倍率性能。圖4是比較例I中所得樣品和實施例4中所得樣品的透射電鏡高分辨相的比較，可以看出，使用本發(fā)明中所提出的工藝和方法所獲得的材料不僅體相結(jié)構(gòu)高度有序，表面結(jié)構(gòu)也是非常有序的，這個就是其循環(huán)特性和倍率特性改善的根本原因。不需要包覆或者納米化等復(fù)雜工藝，僅僅通過鋰過量和水處理的簡單處理，我們所制得的材料具有規(guī)整的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)，因此其倍率性能得到了極大的改善。這不僅有助于降低材料的成本促進(jìn)富鋰正極材料的工業(yè)化生產(chǎn)，進(jìn)一步滿足市場的需求，對于富鋰層狀材料的開發(fā)也提出了一種新的途徑。因此該體系材料是一種新型的高性能正極材料。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子二次電池正極材料，其特征在于用通式LiLxNiyCozMn1HzO2表示,其中 O ^ X ^ O. 3,0 ^ y ^ O. 3,0 ^ z ^ O. 3o
2.—種權(quán)利要求I所述鋰離子二次電池正極材料的制備方法，其特征在于，包括下述步驟WLiLxNiyCozMnmzO2的配比稱量水溶性鋰源化合物、水溶性鎳源化合物、水溶性鈷源化合物和水溶性錳源化合物，其中OSxS O. 3，OSyS O. 3，OSzS O. 3，水溶性鋰源化合物過量，加入去離子水混合配成溶液，噴霧干燥所述溶液得到混合物，將所述混合物在空氣氣氛中70(Tl00(TC下快速預(yù)燒處理，然后在馬弗爐中70(Tl00(TC煅燒6 20h，自然冷卻后，研磨，去離子水洗滌多次，烘干。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的水溶性鋰源化合物選自醋酸鋰，硝酸鋰、氫氧化鋰或碳酸鋰；所述的水溶性鎳源化合物選自醋酸鎳、硝酸鎳、氯化鎳或硫酸鎳；所述的水溶性鈷源化合物選自醋酸鈷、硝酸鈷、氯化鈷或硫酸鈷；所述的水溶性錳源化合物選自醋酸錳、硝酸錳、氯化錳或硫酸錳。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的水溶性鋰源化合物為氫氧化鋰；所述的水溶性鎳源化合物為醋酸鎳；所述的水溶性鈷源化合物為醋酸鈷；所述的水溶性錳源化合物為醋酸錳。
5.一種鋰離子二次電池正極，包括基體和置于基體表面的涂覆材料，其特征在于所述涂覆材料包括權(quán)利要求I所述的鋰離子二次電池正極材料、導(dǎo)電材料和粘接劑。
6.一種鋰離子二次電池，其特征在于，包括權(quán)利要求5所述的鋰離子二次電池正極、 負(fù)極、設(shè)置在正極和負(fù)極之間的隔膜和電解液。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池正極材料，用通式Li1+xNiyCozMn1-x-y-zO2表示，其中0≤x≤0.3，0≤y≤0.3，0≤z≤0.3；本發(fā)明還提供了上述正極材料的制備方法，以及采用上述正極材料的鋰離子二次電池正極和鋰離子二次電池。本發(fā)明僅僅通過鋰過量和水處理的簡單處理，得到表面和晶粒內(nèi)部高度有序的富鋰層狀固溶體正極材料，可以方便快速的制備具有良好的結(jié)晶度、高的純度、優(yōu)異的倍率放電特性和循環(huán)特性的富鋰層狀固溶體鋰離子二次電池正極材料。
文檔編號H01M4/505GK102983323SQ20121055536
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者李德成, 劉偉偉, 方國清, 孫洪丹, 夏丙波, 王海波, 吳晶晶 申請人:蘇州大學(xué)