本發(fā)明屬于鋰離子電池材料的技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種快離子導(dǎo)體包覆的鋰過渡金屬氧化物材料及其制備方法。
背景技術(shù):
鋰離子層狀電池具有較高的容量、放電平臺和壓實密度,是目前研究最為充分、應(yīng)用最廣泛的商業(yè)化鋰離子電池正極材料之一。鋰離子正極材料與電解液直接接觸,易被電解液腐蝕,發(fā)生co、mn、ni等過渡金屬的溶出現(xiàn)象,原有的層狀結(jié)構(gòu)被破壞,并氧化分解電解液,導(dǎo)致產(chǎn)氣,最終使電池容量的迅速衰減,出現(xiàn)電池鼓包甚至燃燒、爆炸等安全問題。
在含鋰的過渡金屬氧化物材料表面包覆其它材料,可以有效地減少正極材料與電解液的接觸面積,減少co、mn、ni等其它過渡金屬溶出量,提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和循環(huán)性能。常見的包覆材料是金屬氧化物,例如zno、a12o3、la2o3、tio2、zro2等,這類材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不會與電解液反應(yīng),起到了保護正極材料的作用,但氧化物大多電子絕緣,包覆會提高正極材料電子電導(dǎo)阻抗,降低容量。其次包覆材料是金屬磷酸鹽,例如alpo4、li3po4、lipo3、li3al(po4)2、limgpo4等,這類材料結(jié)構(gòu)包覆正極材料具有提高容量保持率,提高充電狀態(tài)下鋰離子擴散系數(shù)和熱穩(wěn)定性,但磷酸鹽包覆不能消除高電壓下電解液對正極材料表面的腐蝕,高電壓下保護能力有限。
yongjeongkim等人采用濺射法在鈷酸鋰正極材料表面包覆一層約為30nm厚的a12o3,結(jié)果顯示a12o3包覆的鈷酸鋰,在半電池2.75~4.4v的循環(huán)過程中具有更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和容量保持率,但在循環(huán)的前80周,a12o3包覆的鈷酸鋰正極材料的鋰離子擴散系數(shù)低于未包覆的鈷酸鋰正極材料,氧化物的包覆在一定程度上影響容量發(fā)揮,降低了整體性能(參見文獻chem.mater.2003,15,1505-1511)。
相關(guān)技術(shù)公開了一種氧化鋁包覆鎳鈷錳三元正極材料的制備方法,該方法在三元正極材料表面包覆一層a12o3包覆層,抑制材料與電解液發(fā)生的副反應(yīng),同時提高了電池的安全性能和循環(huán)性能。但包覆層a12o3并非是鋰離子運輸?shù)膬?yōu)良導(dǎo)體,在提高電池循環(huán)性能的同時,增加了電池的內(nèi)阻,犧牲了電池的放電比容量。在三元正極材料表面包覆容易存在包覆層與材料表面分層問題,包覆量及包覆均勻程度存在問題。
jaephilcho等人采用沉淀包覆法制備了alpo4包覆的鈷酸鋰,與未包覆的鈷酸鋰和a12o3包覆的鈷酸鋰相比,在半電池3.
聲明:
“快離子導(dǎo)體包覆的鋰過渡金屬氧化物材料及其制備方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)