專利名稱：鋰離子電池正極材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及ー種鋰離子電池正極材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池作為ー種新型的儲能系統(tǒng)，具有安全性好、電壓和比能量高、充放電壽命長等優(yōu)點，廣泛用于手機、筆記本電腦等數(shù)碼產(chǎn)品以及電動工具、電動自行車和電動汽車等動カ產(chǎn)品的儲能裝置。尖晶石錳酸鋰材料是ー種具有三維鋰離 子通道的鋰離子電池正極材料，具有價格低、電位高、環(huán)境友好、安全性高等優(yōu)點，適合應(yīng)用在電動工具和電動車的儲能電池領(lǐng)域。目前的研究結(jié)果表明，錳酸鋰材料的高溫循環(huán)性能差是制約其在動カ儲能裝置方面大規(guī)模應(yīng)用的主要因素，同時，具有優(yōu)異的倍率性能是錳酸鋰材料在動カ儲能裝置方面大規(guī)模應(yīng)用的必要條件。影響錳酸鋰材料高溫循環(huán)性能的主要原因包括(I)錳酸鋰材料中Mn2+的溶解導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)改變，降低材料的電化學(xué)活性；(2) Jahn-Teller效應(yīng)；(3)錳酸鋰材料中Mn4+的高氧化性導(dǎo)致電解液發(fā)生分解。減小錳酸鋰材料的比表面積是改善鋰離子電池高溫循環(huán)性能的重要手段之一，低的比表面積可以減少錳酸鋰材料與電解液的接觸，從而減少錳的溶解，提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能?，F(xiàn)有技術(shù)對錳酸鋰材料及其制備方法進行了廣泛的報道，例如，公開號為CN101764223A的中國專利文獻報道了一種摻雜型球形錳酸鋰及其制備方法，該方法將水溶性錳鹽與高錳酸鹽或過硫酸鹽在液相條件下反應(yīng)，生成球形ニ氧化錳；再用球形ニ氧化錳與鋰鹽和摻雜劑混合反應(yīng)得到摻雜型球形錳酸鋰。該方法在液相條件下以高錳酸鹽或過硫酸鹽為原料，不符合環(huán)保的要求也不利于大規(guī)模エ業(yè)化生產(chǎn)；同吋，該方法報道的摻雜型球形錳酸鋰并未涉及如何改善錳酸鋰材料的倍率性能方面的內(nèi)容。相關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn)，在錳離子所占據(jù)的晶格位置導(dǎo)入其他金屬離子取代錳離子的方法，可以減小錳酸鋰材料的晶格常數(shù)，抑制錳酸鋰材料在循環(huán)過程的晶體結(jié)構(gòu)應(yīng)變，提高錳酸鋰材料的循環(huán)性能，并且上述其他金屬離子的摻雜也有利于電子在材料內(nèi)部的遷移，從而提高錳酸鋰材料的倍率性能。另ー方面，在氧離子所占據(jù)的晶格位置導(dǎo)入其他非金屬離子取代氧離子的方法，可以減少錳酸鋰材料在高溫?zé)Y(jié)過程中氧原子的缺失，有利于高溫?zé)Y(jié)后冷卻過程中取得可逆放出的氧，達到提高循環(huán)性能的效果。公開號為CN102050496A的中國專利文獻報道了ー種高溫循環(huán)錳酸鋰的制備方法，該方法在錳酸鋰材料中摻雜了 Zn、Mg、Al、Cr、Nd和Ce等金屬元素的一種或多種以提高錳酸鋰材料的高溫循環(huán)性能。另外，公開號為CN102054985A的中國專利文獻報道了ー種錳酸鋰材料及其制備方法，該方法在錳酸鋰材料中同時摻雜了取代錳離子的金屬離子和取代氧離子的非金屬離子，并在錳酸鋰材料表面形成包覆層，以提高錳酸鋰材料的循環(huán)性能。但是，上述報道的錳酸鋰材料的制備方法均未對錳酸鋰材料的表面形貌進行控制，因此該錳酸鋰材料的高溫循環(huán)性能和倍率性能有待進ー步提高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供ー種鋰離子電池正極材料及其制備方法，該鋰離子電池正極材料的高溫循環(huán)性能和倍率性能良好。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供ー種鋰 離子電池正極材料，具有式(I)所示的原子比組成LiaMxMn2_x04_yZy式⑴；其中，O.8^a^l.2,0^x^l,0^y^0. I；M 為 Li、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ag、Sn、La、Ce、Nd、Hf、Ta、W、Pt、Au、Ru 和 Pb 中的ー種或幾種；Z為F、Cl、Br、I和Se中的ー種或幾種；所述鋰離子電池正極材料的一次粒子具有類球形形貌，表面由2 120個多層晶體位錯棱臺構(gòu)成，所述鋰離子電池正極材料的一次粒子具有4 120個晶面。優(yōu)選的，所述鋰離子電池正極材料的一次粒子的粒徑為O. 2 μ m 20 μ m。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供ー種鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟將錳源化合物、鋰源化合物、M源化合物和Z源化合物混合均勻后預(yù)處理，冷卻研磨后得到錳酸鋰前驅(qū)體，M 為 Li、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ag、Sn、La、Ce、Nd、Hf、Ta、W、Pt、Au、Ru 和 Pb 中的ー種或幾種，Z 為 F、Cl、Br、I和Se中的ー種或幾種；將所述錳酸鋰前驅(qū)體進行焙燒處理，冷卻研磨后得到固體粉末，所述焙燒處理的方式為在焙燒過程中多次改變焙燒溫度；將所述固體粉末進行退火處理，冷卻研磨后得到鋰離子電池正極材料。優(yōu)選的，所述錳源化合物為碳酸錳、硝酸錳、硫化錳、草酸錳、ニ氧化錳、三氧化ニ錳和四氧化三錳中的ー種或幾種。優(yōu)選的，所述鋰源化合物為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、草酸鋰、氯化鋰和氟化鋰中的ー種或幾種。優(yōu)選的，所述得到錳酸鋰前驅(qū)體的混合方法包括固相球磨法、機械混合法、噴霧干燥法、液相混合后烘干研磨法或冷凍干燥法。優(yōu)選的，所述預(yù)處理的溫度為300°C 800°C，所述預(yù)處理的時間為Ih 10h。優(yōu)選的，所述焙燒處理的溫度為750°C 1200°C，所述焙燒處理的時間為Ih 48h。優(yōu)選的，所述焙燒處理的方式為在焙燒過程中2 12次改變焙燒溫度。優(yōu)選的，所述退火處理的溫度為400°C 800°C，所述退火處理的時間為Ih 12h。本發(fā)明提供ー種鋰離子電池正極材料，具有LiaMxMn2_x04_yZy的原子比組成，該鋰離子電池正極材料的一次粒子具有類球形形貌，表面由2 120個多層晶體位錯棱臺構(gòu)成，所述鋰離子電池正極材料的一次粒子具有4 120個晶面。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明提供的鋰離子電池正極材料具有類球形形貌，減小了錳酸鋰材料的比表面積，因此與電解液的接觸面積較小，材料中的錳元素不易發(fā)生溶解，從而該鋰離子電池正極材料具有良好的高溫循環(huán)性能。另ー方面，本發(fā)明提供的正極材料顆粒表面由多層晶體位錯棱臺構(gòu)成，在材料表面萌生了表面晶體位錯，増加了材料表面晶體空穴的數(shù)量，提高了離子和電子從材料內(nèi)部到外部的遷移速率，從而提高了錳酸鋰材料的倍率性能。本發(fā)明還提供ー種鋰離子電池正極材料的制 備方法，將錳源化合物、鋰源化合物、M源化合物和Z源化合物混合均勻后預(yù)處理，冷卻研磨后得到錳酸鋰前驅(qū)體；將所述錳酸鋰前驅(qū)體進行焙燒處理，冷卻研磨后得到固體粉末，所述焙燒處理的方式為在焙燒過程中多次改變焙燒溫度；將所述固體粉末進行退火處理，冷卻研磨后得到鋰離子電池正極材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在焙燒過程中多次改變焙燒溫度，使制備的鋰離子電池正極材料具有位錯結(jié)構(gòu)，増加了材料表面晶體空穴的數(shù)量，提高了離子和電子從材料內(nèi)部到外部的遷移速率，從而提高了錳酸鋰材料的倍率性能。同吋，由于本發(fā)明制備的鋰離子電池正極材料具有類球形形貌，減小了錳酸鋰材料的比表面積，從而與電解液的接觸面積較小，材料中的錳元素不易發(fā)生溶解，因此，該方法制備的鋰離子電池正極材料具有良好的高溫循環(huán)性能。


圖I為本發(fā)明實施例I制備的錳酸鋰材料的X射線衍射圖譜；圖2為本發(fā)明實施例I制備的錳酸鋰材料的掃描電鏡照片；圖3為本發(fā)明實施例2制備的錳酸鋰材料的掃描電鏡照片；圖4為本發(fā)明實施例3制備的錳酸鋰材料的掃描電鏡照片；圖5為本發(fā)明實施例4制備的錳酸鋰材料的掃描電鏡照片；圖6為本發(fā)明比較例I制備的錳酸鋰材料的掃描電鏡照片；圖7為本發(fā)明實施例I及比較例I制備的鋰離子電池的高溫循環(huán)比較曲線；圖8為本發(fā)明實施例I及比較例I提供的鋰離子電池的倍率性能比較曲線。
具體實施例方式下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，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)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明公開了ー種鋰離子電池正極材料，具有式(I)所示的原子比組成LiaMxMn2_x04_yZy式⑴；其中，O.8^a^l.2,0^x^l,0^y^0. I；M 為 Li、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ag、Sn、La、Ce、Nd、Hf、Ta、W、Pt、Au、Ru 和 Pb 中的ー種或幾種；Z為F、Cl、Br、I和Se中的ー種或幾種；所述鋰離子電池正極材料的一次粒子具有類球形形貌，表面由2 120個多層晶體位錯棱臺構(gòu)成，所述鋰離子電池正極材料的一次粒子具有4 120個晶面。按照本發(fā)明，所述鋰離子電池正極材料具有式(I)所示的原子比組成，其中a滿足以下條件0. 9 < a < I. I ;x優(yōu)選滿足以下條件0. 01 ^ 0.5 ；y滿足以下條件O. Ol彡y彡O. 05。M作為摻雜金屬元素，優(yōu)選為上述元素中的ー種或幾種，更優(yōu)選為Mg、Al、Ti、V、Cr、Zr、Co、Ni、Ce 或 Ag ;Z 優(yōu)選為 F、Br 或 Se。所述正極材料的一次粒子的粒徑優(yōu)選為O. 2 μ m 20 μ m,更優(yōu)選為2 μ m 10 μ m,最優(yōu)選為3 μ m 6 μ m。本發(fā)明所述鋰離子電池正極材料為改性猛酸鋰材料,其具有立方尖晶石(FD-3m)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，所述正極材料的一次粒子具有類球形形貌，表面沒有明確 的棱和尖鋭的頂點，其顆粒表面由2 120個多層晶體位錯棱臺的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該鋰離子電池正極材料的一次粒子具有4 120個晶面。優(yōu)選的，晶面數(shù)量為4 60個,位錯棱臺數(shù)量為2 60個；更優(yōu)選的，晶面數(shù)量為8 28個，位錯棱臺數(shù)量為8 28個。從上述方案可以看出，本發(fā)明提供的正極材料的一次顆粒具有類球形形貌，表面沒有明確的棱和尖銳的頂點，而且一次粒子較大，減小了正極材料的比表面，該正極材料與電解液的接觸面積很小，材料中的錳元素不易發(fā)生溶解，從而具有良好的高溫循環(huán)性能。另夕卜，本發(fā)明提供的正極材料具有較小的晶胞參數(shù)，能夠提高錳酸鋰在循環(huán)過程中的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時其他金屬離子的摻雜也有利于電子在材料內(nèi)部的遷移，提高錳酸鋰材料的倍率性能。另ー方面，本發(fā)明提供的正極材料顆粒表面由若干個多層晶體位錯棱臺的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在材料表面萌生了表面晶體位錯，増加了材料表面晶體空穴的數(shù)量，提高了離子和電子從材料內(nèi)部到外部的遷移速率，從而提高了錳酸鋰材料的倍率性能。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供ー種鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟將錳源化合物、鋰源化合物、M源化合物和Z源化合物混合均勻后預(yù)處理，冷卻研磨后得到錳酸鋰前驅(qū)體，M 為 Li、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ag、Sn、La、Ce、Nd、Hf、Ta、W、Pt、Au、Ru 和 Pb 中的ー種或幾種；Z 為 F、Cl、Br、I和Se中的ー種或幾種；將所述錳酸鋰前驅(qū)體進行焙燒處理，冷卻研磨后得到固體粉末，所述焙燒處理的方式為在焙燒過程中多次改變焙燒溫度；將所述固體粉末進行退火處理，冷卻研磨后得到鋰離子電池正極材料。本發(fā)明首先將錳源化合物、鋰源化源合物、M源化合物和Z源化合物混合均勻后預(yù)處理，冷卻研磨后得到錳酸鋰前驅(qū)體；然后將錳酸鋰前驅(qū)體多次焙燒，冷卻研磨后得到固體粉末；再將得到的固體粉末進行退火處理，冷卻研磨后得到本發(fā)明所述的錳酸鋰材料。按照本發(fā)明，所述錳源化合物優(yōu)選為碳酸錳、硝酸錳、硫化錳、草酸錳、ニ氧化錳、三氧化ニ錳和四氧化三錳中的ー種或幾種，更優(yōu)選為碳酸錳、ニ氧化錳或四氧化三錳。所述鋰源化合物優(yōu)選為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、草酸鋰、氯化鋰和氟化鋰中的ー種或幾種，更優(yōu)選為氫氧化鋰和碳酸鋰。M優(yōu)選為Mg、Al、Ti、V、Cr、Zr、Co、Ni、Ce或Ag。具體的，所述M源化合物為Li源化合物、Mg源化合物、Al源化合物、Ca源化合物、Sc源化合物、Ti源化合物、V源化合物、Cr源化合物、Mn源化合物、Fe源化合物、Co源化合物、Ni源化合物、Cu源化合物、Zn源化合物、Ga源化合物、Ge源化合物、Zr源化合物、Nb源化合物、Mo源化合物、Ag源化合物、Sn源化合物、La源化合物、Ce源化合物、Nd源化合物、Hf源化合物、Ta源化合物、W源化合物、Pt源化合物、Au源化合物、Ru源化合物和Pb源化合物中的ー種或幾種，更優(yōu)選為Mg源化合物、Al源化合物、Ti源化合物、V源化合物、Cr源化合物、Zr源化合物、Co源化合物、Ni源化合物、Ce源化合物或Ag源化合物。本發(fā)明中，所述Z優(yōu)選為F、Br或Se。具體的，所述Z源化合物為F源化合物、Cl源化合物、Br源化合物、I源化合物和Se源化合物中的ー種或幾種，更優(yōu)選為F源化合物、Br源化合物或Se源化合物。在錳酸鋰前驅(qū)體的制備過程中，所述得到錳酸鋰前驅(qū)體的混合方法包括固相球磨法、機械混合法、噴霧干燥法、液相混合后烘干研磨法或冷凍干燥法。所述預(yù) 處理的溫度優(yōu)選為300°C 800°C，更優(yōu)選為400°C 700°C ;所述預(yù)處理的時間優(yōu)選為Ih 10h，更優(yōu)選為3h 8h。在對所述錳酸鋰前驅(qū)體進行焙燒處理的過程中，所述焙燒處理的方式為在焙燒過程中多次改變焙燒溫度，更優(yōu)選為改變2 12次焙燒溫度，更優(yōu)選為改變3 12次焙燒溫度，最優(yōu)選為改變3 6次焙燒溫度。所述焙燒處理的溫度優(yōu)選為750°C 1200°C，更優(yōu)選為750°C 1100°C ;所述焙燒處理的時間優(yōu)選為Ih 48h，優(yōu)選為4h 48h，更優(yōu)選為8h 40h。本發(fā)明通過焙燒過程中多次改變焙燒溫度，使制備的鋰離子電池正極材料具有位錯結(jié)構(gòu)，増加了材料表面晶體空穴的數(shù)量，提高了離子和電子從材料內(nèi)部到外部的遷移速率，從而提高了錳酸鋰材料的倍率性能。同吋，由于本發(fā)明制備的鋰離子電池正極材料具有類球形形貌，減小了錳酸鋰材料的比表面積，從而該正極材料與電解液的接觸面積很小，材料中的錳元素不易發(fā)生溶解，該正極材具有良好的高溫循環(huán)性能。最后，本發(fā)明對所述固體粉末進行退火處理，所述退火處理的溫度優(yōu)選為400°C 8000C，更優(yōu)選為500°C 700°C;所述退火處理的時間優(yōu)選為Ih 12h，更優(yōu)選為3h 10h。本發(fā)明制備得到的錳酸鋰材料具有立方尖晶石(FD_3m)的晶體結(jié)構(gòu)和具有較小的晶胞參數(shù)，能夠提高錳酸鋰在循環(huán)過程中的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。同時，所述的錳酸鋰材料的一次粒子為類球形形貌，表面沒有明確的棱和尖銳的頂點，所以材料與電解液的接觸面積較小，材料中的錳元素不易發(fā)生溶解，具有良好的高溫循環(huán)性能，并且其他金屬離子的摻雜也有利于電子在材料內(nèi)部的遷移，提高錳酸鋰材料的倍率性能。本發(fā)明制備的正極材料的一次粒子具有類球形形貌，表面沒有明確的棱和尖銳的頂點，其顆粒表面由2 120個多層晶體位錯棱臺的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，該鋰離子電池正極材料的一次粒子具有4 120個晶面。優(yōu)選的，晶面數(shù)量為4 60個，位錯棱臺數(shù)量為2 60個；更優(yōu)選的，晶面數(shù)量為8 28個，位錯棱臺數(shù)量為8 28個。通過在正極材料表面萌生晶體位錯，増加了材料表面晶體空穴的數(shù)量，提高了離子和電子從材料內(nèi)部到外部的遷移速率，從而提高了錳酸鋰材料的倍率性倉^:。得到鋰離子電池正極材料后，對所述正極材料進行X射線衍射分析，結(jié)果證明其具有標準的尖晶石(FD-3M)立方結(jié)構(gòu)，且無雜質(zhì)相，說明其可用作鋰離子電池正極材料。得到鋰離子電池正極材料后，對其進行電鏡觀察，結(jié)果表明，采用本發(fā)明提供的方法制備得到的鋰離子電池正極材料的一次粒子具有類球形形貌，表面沒有明確的棱和尖鋭的頂點，其顆粒表面由若干個多層晶體位錯棱臺的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，可觀察的晶面數(shù)量大于4個小于120個，可觀察的位錯棱臺數(shù)量大于2個小于120個。將所述正扱、電解質(zhì)和負極按照本領(lǐng)域熟知的方法進行組裝，即可得到鋰離子電池。
得到鋰離子電池后，采用高溫測試儀對其進行高溫循環(huán)性能測試，結(jié)果表明，本發(fā)明提供的鋰離子電池在60°C溫度下具有良好的高溫循環(huán)性能。為了進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié) 合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當理解，這些描述只是為進ー步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。實施例I 10按照表I所示的原料、用量及條件，按照以下步驟制備錳酸鋰前驅(qū)體將錳源化合物、鋰源化合物、M源化合物M源化合物和Z源化合物混合均勻后預(yù)處理，冷卻研磨后得到錳酸鋰前驅(qū)體。表I本發(fā)明實施例I 10制備錳酸鋰前驅(qū)體配方及條件
權(quán)利要求
1.ー種鋰離子電池正極材料，具有式(I)所示的原子比組成 LiaMxMn2_x04_yZy 式⑴； 其中，O. 8^a^l.2,0^x^l,0^y^0. I； M 為 Li、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ag、Sn、La、Ce、Nd、Hf、Ta、W、Pt、Au、Ru 和 Pb 中的ー種或幾種； Z為F、Cl、Br、I和Se中的ー種或幾種； 所述鋰離子電池正極材料的一次粒子具有類球形形貌，表面由2 120個多層晶體位錯棱臺構(gòu)成，所述鋰離子電池正極材料的一次粒子具有4 120個晶面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述鋰離子電池正極材料的一次粒子的粒徑為O. 2 μ m 20 μ m。
3.—種鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟 將錳源化合物、鋰源化合物、M源化合物和Z源化合物混合均勻后預(yù)處理，冷卻研磨后得到錳酸鋰前驅(qū)體，M 為 Li、Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ag、Sn、La、Ce、Nd、Hf、Ta、W、Pt、Au、Ru 和 Pb 中的ー種或幾種，Z 為 F、Cl、Br、I 和 Se 中的ー種或幾種； 將所述錳酸鋰前驅(qū)體進行焙燒處理，冷卻研磨后得到固體粉末，所述焙燒處理的方式為在焙燒過程中多次改變焙燒溫度； 將所述固體粉末進行退火處理，冷卻研磨后得到鋰離子電池正極材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述錳源化合物為碳酸錳、硝酸錳、硫化錳、草酸錳、ニ氧化錳、三氧化ニ錳和四氧化三錳中的ー種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述鋰源化合物為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、草酸鋰、氯化鋰和氟化鋰中的ー種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述得到錳酸鋰前驅(qū)體的混合方法包括固相球磨法、機械混合法、噴霧干燥法、液相混合后烘干研磨法或冷凍干燥法。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)處理的溫度為300°C 800°C，所述預(yù)處理的時間為Ih 10h。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述焙燒處理的溫度為750°C 1200°C，所述焙燒處理的時間為Ih 48h。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在干，所述焙燒處理的方式為在焙燒過程中2 12次改變焙燒溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述退火處理的溫度為400°C 800°C，所述退火處理的時間為Ih 12h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池正極材料，具有LiaMxMn2-xO4-yZy的原子比組成，該鋰離子電池正極材料的一次粒子具有類球形形貌，表面由2～120個多層晶體位錯棱臺構(gòu)成。本發(fā)明還提供一種鋰離子電池正極材料的制備方法，通過對所述錳酸鋰前驅(qū)體采用多次改變焙燒溫度的焙燒處理的方式，退火、冷卻研磨后得到鋰離子電池正極材料。本發(fā)明通過在焙燒過程中多次改變焙燒溫度，使制備的鋰離子電池正極材料具有位錯結(jié)構(gòu)，提高了離子和電子從材料內(nèi)部到外部的遷移速率，從而提高了錳酸鋰材料的倍率性能。由于該正極材料具有類球形形貌，減小了錳酸鋰材料的比表面積，錳元素不易發(fā)生溶解，從而該鋰離子電池正極材料具有良好的高溫循環(huán)性能。
文檔編號H01M4/505GK102683669SQ20111042813
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉兆平, 夏永高, 賽喜雅勒圖 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所