本發(fā)明涉及鋰電池領(lǐng)域，更具體地，涉及一種摻雜型鋰電池正極材料。
背景技術(shù)：
三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(li(nicomn)o2)三元正極材料的鋰電池，三元復(fù)合正極材料前驅(qū)體產(chǎn)品，是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料。三元材料做正極的電池相對(duì)于鈷酸鋰電池安全性高，但是電壓太低，用在手機(jī)上(手機(jī)截止電壓一般在3.4v左右)會(huì)有明顯的容量不足的感覺(jué)。而且目前的三元鋰電池的單體能量密度為180wh，成組后為110wh，并且在反復(fù)多次(300次以上)高溫充放電之后，電極極化較為嚴(yán)重，電池放電容量急劇下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種單體能量密度高且高溫下反復(fù)充放電后電極極化現(xiàn)象較輕的摻雜型鋰電池正極材料，可以有效提高鋰電池在高溫下的工作時(shí)間和使用壽命。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：一種摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：92wt％～96wt％三元材料和4wt％～8wt％摻雜材料；其中，所述摻雜材料為硫化亞鐵、硫化錳和二硫化鈦中兩種以上的混合物。
上述摻雜型鋰電池正極材料，所述摻雜材料為硫化亞鐵和硫化錳的混合物，其中，所述硫化亞鐵和所述硫化錳的重量比為1:4～5:1。
上述摻雜型鋰電池正極材料，所述摻雜材料為硫化亞鐵和二硫化鈦的混合物，其中，所述硫化亞鐵和所述二硫化鈦的重量比為1:3～3:2。
上述摻雜型鋰電池正極材料，所述摻雜材料為硫化錳和二硫化鈦的混合物，其中，所述硫化錳和所述二硫化鈦的重量比為1:4～2:3。
上述摻雜型鋰電池正極材料，所述摻雜材料為硫化亞鐵、硫化錳和二硫化鈦的混合物，其中，所述硫化亞鐵、硫化錳和所述二硫化鈦的重量比為1:(0.5～1):(1～2)。
上述摻雜型鋰電池正極材料，所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:(0.5～1):(0.5～1)。
上述摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：94wt％三元材料和6wt％摻雜材料。
上述摻雜型鋰電池正極材料，所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.6:0.9。
本發(fā)明的有益效果如下：利用本發(fā)明制成的鋰電池正極可以使鋰電池在60℃下反復(fù)充放電400次后，放電容量最高仍可達(dá)到98.2％，有效提高了三元鋰電池在高溫環(huán)境下工作時(shí)間和使用壽命。
具體實(shí)施方式
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說(shuō)明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：92wt％三元材料和8wt％摻雜材料。
在所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.5:0.5。
所述摻雜材料為硫化亞鐵和硫化錳的混合物，其中，所述硫化亞鐵和所述硫化錳的重量比為1:4。
實(shí)施例2
本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：93wt％三元材料和7wt％摻雜材料。
在所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.75:0.75。
所述摻雜材料為硫化亞鐵和硫化錳的混合物，其中，所述硫化亞鐵和所述硫化錳的重量比為1:1。
實(shí)施例3
本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：94wt％三元材料和6wt％摻雜材料。
在所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.6:0.9。
所述摻雜材料為硫化亞鐵和硫化錳的混合物，其中，所述硫化亞鐵和所述硫化錳的重量比為4:1。
實(shí)施例4
本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：95wt％三元材料和5wt％摻雜材料。
在所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.6:0.6。
所述摻雜材料為硫化亞鐵和二硫化鈦的混合物，其中，所述硫化亞鐵和所述二硫化鈦的重量比為1:3。
實(shí)施例5
本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：96wt％三元材料和4wt％摻雜材料。
在所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.7:0.7。
所述摻雜材料為硫化亞鐵和二硫化鈦的混合物，其中，所述硫化亞鐵和所述二硫化鈦的重量比為1:1。
實(shí)施例6
本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：93wt％三元材料和7wt％摻雜材料。
在所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.8:0.8。
所述摻雜材料為硫化亞鐵和硫化錳的混合物，其中，所述硫化亞鐵和所述二硫化鈦的重量比為3:2。
實(shí)施例7
本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：93wt％三元材料和7wt％摻雜材料。
在所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.5:0.5。
所述摻雜材料為硫化錳和二硫化鈦的混合物，其中，所述硫化錳和所述二硫化鈦的重量比為1:2。
實(shí)施例8
本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：92.5wt％三元材料和7.5wt％摻雜材料。
在所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.9:0.9。
所述摻雜材料為硫化錳和二硫化鈦的混合物，其中，所述硫化錳和所述二硫化鈦的重量比為1:2。
實(shí)施例9
本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：94.5wt％三元材料和5.5wt％摻雜材料。
在所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.5:0.5。
所述摻雜材料為硫化錳和二硫化鈦的混合物，其中，所述硫化錳和所述二硫化鈦的重量比為2:3。
實(shí)施例10
本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：94wt％三元材料和6wt％摻雜材料。
在所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.5:0.8。
所述摻雜材料為硫化亞鐵、硫化錳和二硫化鈦的混合物，其中，所述硫化亞鐵、所述硫化錳和所述二硫化鈦的重量比為1:0.5:1。
實(shí)施例11
本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：95wt％三元材料和5wt％摻雜材料。
在所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.9:0.6。
所述摻雜材料為硫化亞鐵、硫化錳和二硫化鈦的混合物，其中，所述硫化亞鐵、所述硫化錳和所述二硫化鈦的重量比為1:1:1。
實(shí)施例12
本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料，由以下組分組成：92wt％三元材料和8wt％摻雜材料。
在所述三元材料中：鎳酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰的重量比為1:0.6:0.9。
所述摻雜材料為硫化亞鐵、硫化錳和二硫化鈦的混合物，其中，所述硫化亞鐵、所述硫化錳和所述二硫化鈦的重量比為1:0.5:2。
在實(shí)施例1～12中，所述鎳酸鋰、所述鈷酸鋰、所述錳酸鋰、所述硫化亞鐵、所述硫化錳和所述二硫化鈦均為粒徑為10～100nm的粉體。
采用實(shí)施例1～12中摻雜型鋰電池正極材料制備成鋰電池正極，然后用這些鋰電池正極和鋰電池負(fù)極、電解液制備成鋰電池，依次標(biāo)記為電池1、電池2、電池3、電池4、電池5、電池6、電池7、電池8、電池9、電池10、電池11和電池12，然后對(duì)這些電池按照國(guó)標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能測(cè)試，其中，對(duì)電池單體能量密度測(cè)試在25℃溫度下測(cè)試，對(duì)電池高溫下反復(fù)充放電后放電容量的測(cè)試在60℃溫度下測(cè)試，充放電次數(shù)為400次，分別記錄50次、150次、300次和400次時(shí)的放電容量，如表1所示。
表1正極以實(shí)施例1～12中摻雜型鋰電池正極材料制成的鋰電池的單體能量密度和60℃
下多次充放電后的放電容量
由表1中所測(cè)得的結(jié)果可以看出，正極采用本發(fā)明摻雜型鋰電池正極材料制成的鋰電池在高溫環(huán)境(60℃)下使用，電極極化不明顯，充放電次數(shù)達(dá)400次時(shí)放電容量仍可高達(dá)98.2％，而且鋰電池的單體能量密度可高達(dá)235wh。
實(shí)施例4～6、10～12中，硫化亞鐵和二硫化鈦混合后可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，能夠大幅度提高鋰電池的單體能量密度，而在實(shí)施例10～12中，在硫化錳的摻雜效應(yīng)下可以進(jìn)一步提高硫化亞鐵和二硫化鈦之間的協(xié)同效應(yīng)，從而能夠使鋰電池的單體能量密度得到提高，最高可達(dá)235wh，充分提高了鋰電池的工作時(shí)間，有利于三元鋰電池的應(yīng)用與推廣。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。