專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋰離子電池正極材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適合高電壓充放電的鋰離子電池正極材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋰鎳鈷錳(NCM)三元材料，由于其具有高容量(可高達(dá)250 mAh/g,為理論容量的91 %)、優(yōu)異的安全性能和低廉的價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)而得到了研究者廣泛的關(guān)注，然而其在高電壓下差的循環(huán)性能制約著NCM的應(yīng)用與發(fā)展。最新研究表明，NCM在循環(huán)過(guò)程中金屬離子的溶出，尤其是錳的溶出，破壞了 NCM的表面結(jié)構(gòu)，這是導(dǎo)致使用NCM的電池循環(huán)衰減的重要原因。所以抑制錳的溶出，保持NCM表面結(jié)構(gòu)完整度是提聞NCM聞電壓下的循環(huán)性能關(guān)鍵所在。其中，最常用的方法是在NCM表層包覆金屬氧化物，該方法能夠緩解HF對(duì)活性物質(zhì)的腐蝕，從而在一定程度上提高使用NCM的電池的循環(huán)性能，但無(wú)法抑制長(zhǎng)循環(huán)中錳的溶出；也有文獻(xiàn)報(bào)道，在NCM中摻雜其他的金屬元素，如Mg，Al等，對(duì)NCM進(jìn)行改性，以穩(wěn)定NCM材料的結(jié)構(gòu)，改善NCM在循環(huán)過(guò)程中由于晶格收縮導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)坍塌，但是這種金屬陽(yáng)離子的摻雜無(wú)法起到穩(wěn)定Mn的功效,從而無(wú)法抑制Mn的溶出。有鑒于此，確有必要提供一種適合高電壓充放電的鋰離子電池正極材料及其制備方法，該材料利用F—取代NCM中的氧位，由于該材料含有鍵能更高的Mn-F鍵，很好的抑制了Mn的溶出，穩(wěn)定了晶體結(jié)構(gòu)，適合在高充電截止電壓下使用，使用該材料的鋰離子電池具備循環(huán)性能好和安全性能高等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種適合高電壓充放電的鋰離子電池正極材料及其制備方法，該材料利用F—取代NCM中的氧位，由于該材料含有鍵能更高的Mn-F鍵，很好的抑制了 Mn的溶出，穩(wěn)定了晶體結(jié)構(gòu)，適合在高充電截止電壓下使用，使用該材料的鋰離子電池具備循環(huán)性能好和安全性能高等特點(diǎn)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的NCM無(wú)法抑制金屬離子，特別是錳的溶出的不足。為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種鋰離子電池正極材料，所述正極材料的化學(xué)通式為L(zhǎng)iMnaMpaCVbFeXd,其中，M為Ni和Co中的至少一種，X為Cl，Br和I中的至少一種，O < a < 1,0.001 ^ c ^ 0.2,0.001 ( c+d ( 0.2，并且 b+c+d=2。其中，(c+d)不能太大，否則會(huì)對(duì)NCM的晶體結(jié)構(gòu)造成較大的破壞；(c+d)，尤其是c不能太小，否則起不到改善效果。作為本發(fā)明鋰離子 電池正極材料的一種改進(jìn)，所述M為Ni和Co，即該正極材料為NCM三元材料。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明利用F—取代NCM中的氧位，即在氧位摻雜氟，由于氟的電負(fù)性比氧大(其中，氟的電負(fù)性為4.0，氧的電負(fù)性為3.5 )，對(duì)錳的束縛能力更強(qiáng)，從而形成比Mn-O更強(qiáng)的Mn-F鍵，能夠很好的抑制NCM中Mn的溶出，穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)，適合在高充電截止電壓下使用；而且氧位摻雜氟還改善了材料的熱穩(wěn)定性能，從而能夠提高使用該正極材料的電池的高溫循環(huán)性能、降低材料充放電過(guò)程中的極化，抑制電化學(xué)阻抗的增大，提高電池的電化學(xué)性能和安全性能。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟:
第一步，前驅(qū)體的制備:將錳源和M源按按摩爾比a:(l_a) (O < a < I)混合后注入到惰性氣體保護(hù)的容器中，以強(qiáng)堿或碳酸鹽為沉淀劑，并調(diào)節(jié)PH為10-14，同時(shí)以NH3.H2O為螯合劑，調(diào)節(jié)其濃度可以調(diào)節(jié)前驅(qū)體的顆粒大小，在40-70°C下反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過(guò)濾、洗滌和干燥得到含錳和M的氫氧化物前驅(qū)體或碳酸鹽前驅(qū)體，其中，M為Ni和Co中的至少一種；
第二步，預(yù)燒結(jié):將第一步得到的前驅(qū)體在250-500°C下預(yù)燒結(jié)1-1Oh ；
第三步，球磨與燒結(jié):將鋰源、LiF、LiX和第二步得到的預(yù)燒結(jié)后的前驅(qū)體加入到球磨罐中球磨，然后在300-700°C下燒結(jié)Ι-lOh，繼續(xù)升溫至800-1200°C燒結(jié)5_12h，得到LiMnaMwCVbFeXd,其中，M為Ni和Co中的至少一種，X為Cl，Br和I中的至少一種，O < a
<1,0.001 ^ c ^ 0.2,0.001 ( c+d ( 0.2，并且b+c+d=2。兩段式的燒結(jié)可以將雜質(zhì)去除地更加徹底。作為本發(fā)明鋰離子電池正極材料的制備方法的一種改進(jìn)，所述錳源為Mn(N03)2、MnCl2 或 MnSO4，所述 M 源為 NiCl2, NiSO4, Ni (NO3) 2、CoCl2、CoSO4 和 Co (NO3)2 中的至少一種，這些無(wú)機(jī)鹽均易溶解，且容易與強(qiáng)堿 或碳酸鹽形成沉淀。作為本發(fā)明鋰離子電池正極材料的制備方法的一種改進(jìn)，所述惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤猓苑乐骨膀?qū)體被氧化，因?yàn)檫@些變價(jià)的金屬比較容易被氧化成高價(jià)態(tài)，從而影響后續(xù)的制備操作。作為本發(fā)明鋰離子電池正極材料的制備方法的一種改進(jìn)，所述強(qiáng)堿為NaOH或Κ0Η,所述碳酸鹽為Na2CO3或K2C03。這幾種物質(zhì)溶解度高，且很容易與無(wú)機(jī)鹽形成沉淀。作為本發(fā)明鋰離子電池正極材料的制備方法的一種改進(jìn)，所述鋰源為L(zhǎng)iOH、Li2O或 Li2CO315作為本發(fā)明鋰離子電池正極材料的制備方法的一種改進(jìn)，第三步中球磨的持續(xù)時(shí)間為3-12h，球磨持續(xù)時(shí)間太短，不利于原料的充分混合；球磨持續(xù)時(shí)間太長(zhǎng)，又造成資源的浪費(fèi)。作為本發(fā)明鋰離子電池正極材料的制備方法的一種改進(jìn)，所述鋰源、LiF、LiX和預(yù)燒結(jié)后的前驅(qū)體的摩爾比為(0.4-1):(0.001-0.2):(0-0.019):1。作為本發(fā)明鋰離子電池正極材料的制備方法的一種改進(jìn)，第三步燒結(jié)之后再進(jìn)行粉碎和篩分處理，以控制所得正極材料的顆粒度。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過(guò)共沉淀法制得氫氧化物或碳酸鹽前驅(qū)體，再通過(guò)在NCM前驅(qū)體和鋰源混合的時(shí)候加入適量的氟源，再經(jīng)過(guò)燒結(jié)而實(shí)現(xiàn)了 NCM中的部分氧位被氟參雜，得到了適合在高充電截止電壓下使用、具有高的熱穩(wěn)定性的正極材料，該方法簡(jiǎn)單易行，可控性強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還提供了另外一種制備該正極材料的方法:將氧化鎳、氧化鈷、氧化錳、LiOH、LiF和LiX通過(guò)球磨混合6-8h后得到混合物，再將混合物倒入陶瓷坩堝中，在ΚΚΚΓ ΙΟΟ 下燒結(jié)24 h，冷卻至室溫，取出，過(guò)篩，即得到該正極材料。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明及其有益效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。 本發(fā)明提供了一種鋰離子電池正極材料。實(shí)施例1:本實(shí)施例提供的一種鋰離子電池正極材料，其化學(xué)通式為L(zhǎng)iNi0.5Co0.2Mn0.30L 95F0.05。實(shí)施例2:本實(shí)施例提供的一種鋰離子電池正極材料，其化學(xué)通式為L(zhǎng)iNi0.5Co0.2Mn0.30L80F0.15 Br0 05。實(shí)施例3:本實(shí)施例提供的一種鋰離子電池正極材料，其化學(xué)通式為L(zhǎng)iNi !Z3Co1Z3Mii1Z33Ol 85F0.10 Cl0.05。實(shí)施例4:本實(shí)施例提供的一種鋰離子電池正極材料，其化學(xué)通式為
LiNi4jZ5MnliZ5O1.994P0.005 Br0 001。實(shí)施例5:本實(shí)施例提供的一種鋰離子電池正極材料，其化學(xué)通式為
LiNi2iZ5Co2iZ5MnljZ5O1.90F0,07 1 0.03。實(shí)施例6:本實(shí)施例提供的一種鋰離子電池正極材料，其化學(xué)通式為L(zhǎng)iNi i/ioCo2/5Mn1/20L ^9F0.001。實(shí)施例7:本實(shí)施例提供的一種鋰離子電池正極材料，其化學(xué)通式為
LiNi1/5Co1/5Mn3/50L 878F0,12 Br0.002。對(duì)比例1:本對(duì)比例提供的一種鋰離子電池正極材料，其化學(xué)通式為
LiNi0.5。。0.2^110.3。2。本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池正極材料的制備方法。實(shí)施例8，本實(shí)施例提供了一種制備實(shí)施例1的鋰離子電池正極材料的方法，包括以下步驟:第一步，前驅(qū)體的制備:將MnS04、NiSO4和CoSO4按摩爾比3:5:2混合后注入到氮?dú)獗Ｗo(hù)的容器中，以NaOH為沉淀劑，并調(diào)節(jié)pH為12，同時(shí)以NH3.H2O為螯合劑，調(diào)節(jié)其濃度可以調(diào)節(jié)前驅(qū)體的顆粒大小，在55°C下使各物質(zhì)發(fā)生共沉淀反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過(guò)濾、洗滌和干燥得到Nia5Coa2Mna3(OH)2前驅(qū)體。第二步，預(yù)燒結(jié):將第一步得到的Nia5Coa2Mna3(OH)2前驅(qū)體在350°C下預(yù)燒結(jié)5h。第三步，球磨與燒結(jié):將LiOH、LiF和第二步得到的預(yù)燒結(jié)后的Ni。.5Co0.2Mn0.3 (OH) 2前驅(qū)體按照摩爾比0.95:0.05:1加入到球磨罐中球磨6h，然后在500°C下燒結(jié)5h，繼續(xù)升溫至 1000。。燒結(jié) 7h，得至 IJ LiNia5Coa2MnaA95Fa05t5實(shí)施例9，本實(shí)施例提供了一種制備實(shí)施例2的鋰離子電池正極材料的方法，包括以下步驟:第一步，前驅(qū)體的制備:將Mn (N03)2、Ni (NO3)2和Co (NO3)2按摩爾比3:5:2混合后注入到氬氣保護(hù)的容器中，以Na2CO3為沉淀劑，并調(diào)節(jié)pH為13，同時(shí)以NH3.H2O為螯合劑，調(diào)節(jié)其濃度可以調(diào)節(jié)前驅(qū)體的顆粒大小，在65°C下使各物質(zhì)發(fā)生共沉淀反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過(guò)濾、洗滌和干燥得到Nia5Coa2Mna3CO3前驅(qū)體。第二步，預(yù)燒結(jié):將第一步得到的Nia5Coa2Mna3CO3前驅(qū)體在400°C下預(yù)燒結(jié)7h。
第三步，球磨與燒結(jié):將Li20、LiF和LiBr和第二步得到的預(yù)燒結(jié)后的Ni0.5Co0.2Mn0.3CO3前驅(qū)體按照摩爾比0.4:0.15:0.05:1加入到球磨罐中球磨9h,然后在600°C下燒結(jié)3h，繼續(xù)升溫至1100°C燒結(jié)10h，再進(jìn)行粉碎和篩分處理，得到LiNi0.5Co0.2Mn0.30L 80F0.15 Br0 05。實(shí)施例10，本實(shí) 施例提供了一種制備實(shí)施例3的鋰離子電池正極材料的方法，包括以下步驟:第一步，前驅(qū)體的制備:將MnCl2、NiCl2和CoCl2按摩爾比1:1:1混合后注入到氮?dú)獗Ｗo(hù)的容器中，以K2CO3為沉淀劑，并調(diào)節(jié)pH為11，同時(shí)以NH3.H2O為螯合劑，調(diào)節(jié)其濃度可以調(diào)節(jié)前驅(qū)體的顆粒大小，在45°C下使各物質(zhì)發(fā)生共沉淀反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過(guò)濾、洗滌和干燥得到 Ni1Z3Co1Z3Mn1Z33CO3 前驅(qū)體。第二步，預(yù)燒結(jié):將第一步得到的Niv3Ccv3Mn1Z33CO3前驅(qū)體在300°C下預(yù)燒結(jié)8h。第三步，球磨與燒結(jié):將Li2C03、LiF和LiCl和第二步得到的預(yù)燒結(jié)后的Nil73Col73Mnl733CO3前驅(qū)體按照摩爾比0.425:0.10:0.05:1加入到球磨罐中球磨12h，然后在40(TC下燒結(jié)3h，繼續(xù)升溫至80(TC燒結(jié)12h，再進(jìn)行粉碎和篩分處理，得到
LiNiliZ3ColiZ3MnliZ33O1.85F0.10 Cl0.05。實(shí)施例11，本實(shí)施例提供了一種制備實(shí)施例4的鋰離子電池正極材料的方法，包括以下步驟:第一步，前驅(qū)體的制備:將胞(:12和NiSO4按摩爾比1:4混合后注入到氬氣保護(hù)的容器中，以KOH為沉淀劑，并調(diào)節(jié)pH為10，同時(shí)以NH3.H2O為螯合劑，調(diào)節(jié)其濃度可以調(diào)節(jié)前驅(qū)體的顆粒大小，在70°C下使各物質(zhì)發(fā)生共沉淀反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過(guò)濾、洗滌和干燥得到Ni4/5Mn1/5 (OH)2前驅(qū)體。第二步，預(yù)燒結(jié):將第一步得到的Ni4/5Mn1/5 (OH)2前驅(qū)體在500°C下預(yù)燒結(jié)lh。第三步，球磨與燒結(jié):將LiOH、LiF、LiBr和第二步得到的預(yù)燒結(jié)后的Ni4/5Mn1/5(OH)2前驅(qū)體按照摩爾比0.994:0.005:0.001:1加入到球磨罐中球磨3h，然后在700°C下燒結(jié) Ih，繼續(xù)升溫至 1200。。燒結(jié) 5h，得至IJ Li Ni475Mnl75O1.994F0.005 Br0.001。實(shí)施例12，本實(shí)施例提供了一種制備實(shí)施例5的鋰離子電池正極材料的方法，包括以下步驟:第一步，前驅(qū)體的制備:將胞504、祖(:12和CoCl2按摩爾比1:2:2混合后注入到氮?dú)獗Ｗo(hù)的容器中，以Na2CO3為沉淀劑，并調(diào)節(jié)pH為14，同時(shí)以NH3.H2O為螯合劑，調(diào)節(jié)其濃度可以調(diào)節(jié)前驅(qū)體的顆粒大小，在40°C下使各物質(zhì)發(fā)生共沉淀反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過(guò)濾、洗滌和干燥得到Ni2/5Co2/5Mn1/5C03前驅(qū)體。第二步，預(yù)燒結(jié):將第一步得到的Ni2/5Co2/5Mn1/5C03前驅(qū)體在250°C下預(yù)燒結(jié)10h。第三步，球磨與燒結(jié):將LiOH、LiF和LiI和第二步得到的預(yù)燒結(jié)后的Ni275Co275Mnl75CO3前驅(qū)體按照摩爾比0.9:0.07:0.03:1加入到球磨罐中球磨7h，然后在300°C下燒結(jié) 10h，繼續(xù)升溫至 1200。。燒結(jié) 5h，得至IJ LiNi2/5Co2/5Mn1/50L90F0.07 10.03。實(shí)施例13，本實(shí)施例提供了一種制備實(shí)施例6的鋰離子電池正極材料的方法，包括以下步驟:第一步，前驅(qū)體的制備:將MnSO4、Ni (NO3)2和CoSO4按摩爾比5:1:4混合后注入到氬氣保護(hù)的容器中，以NaOH為沉淀劑，并調(diào)節(jié)pH為12，同時(shí)以NH3.H2O為螯合劑，調(diào)節(jié)其濃度可以調(diào)節(jié)前驅(qū)體的顆粒大小，在50°C下使各物質(zhì)發(fā)生共沉淀反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過(guò)濾、洗滌和干燥得到Ν ιΛ(Αν5Μη1/2 (OH)2前驅(qū)體。第二步，預(yù)燒結(jié):將第一步得到的Ν 1/1(Αν5Μη1/2 (OH)2前驅(qū)體在400°C下預(yù)燒結(jié)2h。
第三步，球磨與燒結(jié):將LiOH、LiF和第二步得到的預(yù)燒結(jié)后的Ni1/1(lCo2/5Mn1/2(OH)2前驅(qū)體按照摩爾比0.9999:0.001:1加入到球磨罐中球磨4h，然后在550°C下燒結(jié)7h，繼續(xù)升溫至 1050°C燒結(jié) 8h，得至IJ LiNil7l0Co275Mnl72O1.999F0.0oi°實(shí)施例14，本實(shí)施例提供了一種制備實(shí)施例7的鋰離子電池正極材料的方法，包括以下步驟:第一步，前驅(qū)體的制備:將MnSO4、Ni (NO3)2和CoCl2按摩爾比3:1:1混合后注入到氬氣保護(hù)的容器中，以KOH為沉淀劑，并調(diào)節(jié)pH為13，同時(shí)以NH3.H2O為螯合劑，調(diào)節(jié)其濃度可以調(diào)節(jié)前驅(qū)體的顆粒大小，在48°C下使各物質(zhì)發(fā)生共沉淀反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過(guò)濾、洗滌和干燥得到Ni1/5Co1/5Mn3/5 (OH)2前驅(qū)體。第二步，預(yù)燒結(jié):將第一步得到的Ni1/5Co1/5Mn3/5 (OH)2前驅(qū)體在350°C下預(yù)燒結(jié)4h0第三步，球 磨與燒結(jié):將LiOH、LiF、LiBr和第二步得到的預(yù)燒結(jié)后的Ni1/5Co1/5Mn3/5(OH) 2前驅(qū)體按照摩爾比0. 878:0.12:0.002:1加入到球磨罐中球磨10h，然后在650°C下燒結(jié) 3h，繼續(xù)升溫至 950°C燒結(jié) llh，得到 LiNil75Col75Mn375O1.878F0.12 Br0.002。實(shí)施例15，本實(shí)施例提供了另外一種制備實(shí)施例7的鋰離子電池正極材料的方法，包括以下步驟:將氧化鎳NiO、氧化鈷Co3O4、氧化錳MnO、LiOH、LiF和LiBr按照摩爾比1:1/3:3:4.39:0.6:0.01混合，再球磨7h后得到混合物，再將混合物倒入陶瓷坩堝中，在1100°C下燒結(jié)24 h，冷卻至室溫，取出，過(guò)篩，即得到該正極材料。將實(shí)施例1至7和對(duì)比例I的正極材料分別與粘接劑和導(dǎo)電劑混合成正極漿料，并將該正極漿料涂布在正極集流體上，再經(jīng)過(guò)冷壓、干燥和裁切等工序制得正極片。將正極片分別與負(fù)極片、電解液和隔膜組裝成鋰離子電池，組裝成的電池依次編號(hào)為S1-S7和D1。對(duì)編號(hào)為S1-S7和Dl的鋰離子電池進(jìn)行如下評(píng)價(jià)，結(jié)果示于表I中。循環(huán)性能測(cè)試:對(duì)編號(hào)為S1-S7和Dl的鋰離子電池，在60°C下，以0.7C的充電倍率恒流充電至4.4V，再以0.05C的充電倍率恒壓充電至4.4V，然后以IC的放電倍率放電至
3.0V,反復(fù)400次這種充放電循環(huán)，測(cè)定第一次循環(huán)時(shí)的放電容量和第400次循環(huán)時(shí)的放電容量，求出循環(huán)后的容量保持率。循環(huán)后的容量保持率=(第400次循環(huán)時(shí)的放電容量)/ (第一次循環(huán)時(shí)的放電容量)X 100%O安全性能測(cè)試:對(duì)編號(hào)為S1-S7和Dl的鋰離子電池，在25°C下，以0.5C的充電倍率恒流充電至4.4V，再以0.05C的充電倍率恒壓充電至4.4V。靜置Ih后，把電池放入鼓風(fēng)烘箱中。設(shè)定烘箱溫度:30min升溫至150°C，150°C持續(xù)烘烤6小時(shí)，以烘烤過(guò)程中電池是否燃燒衡量電池安全性能的優(yōu)劣。表1:編號(hào)為S1-S7和Dl的鋰離子電池的循環(huán)測(cè)試和安全測(cè)試結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池正極材料，其特征在于:所述正極材料的化學(xué)通式為L(zhǎng)iMnaMwCVbFeXd,其中，M為Ni和Co中的至少一種，X為Cl，Br和I中的至少一種，O < a<1,0.001 ^ c ^ 0.2,0.001 ( c+d ( 0.2，并且 b+c+d=2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池正極材料，其特征在于:所述M為Ni和Co。
3.一種權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，前驅(qū)體的制備:將錳源和M源按摩爾比a: (1-a)混合后注入到惰性氣體保護(hù)的容器中，以強(qiáng)堿或碳酸鹽為沉淀劑，并調(diào)節(jié)PH為10-14，同時(shí)以NH3.H2O為螯合劑，在40-70°C下反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過(guò)濾、洗滌和干燥得到含錳和M的氫氧化物前驅(qū)體或碳酸鹽前驅(qū)體； 第二步，預(yù)燒結(jié):將第一步得到的前驅(qū)體在250-500°C下預(yù)燒結(jié)1-1Oh ； 第三步，球磨與燒結(jié):將鋰源、LiF, LiX和第二步得到的預(yù)燒結(jié)后的前驅(qū)體加入到球磨罐中球磨，然后在300-700°C下燒結(jié)Ι-lOh，繼續(xù)升溫至800-1200°C燒結(jié)5_12h，得到LiMnjjMi—aC^-bFcXd。
4.根據(jù)權(quán)利要求3 所述的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于:所述錳源為Mn (NO3) 2、MnCl2* MnSO4，所述 M 源為 NiCl2、NiS04、Ni (NO3) 2、CoCl2、CoS04 和 Co (NO3)2 中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于:所述惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于:所述強(qiáng)堿為NaOH或Κ0Η，所述碳酸鹽為Na2CO3或K2CO3。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于:所述鋰源為L(zhǎng)i0H、Li20 或 Li2C03。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于:第三步中球磨的持續(xù)時(shí)間為3-12h。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于:所述鋰源、LiF、LiX和預(yù)燒結(jié)后的前驅(qū)體的摩爾比為(0.4-1):(0.001-0.2):(0-0.019):1。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于:第三步燒結(jié)之后再進(jìn)行粉碎和篩分處理。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池正極材料，所述正極材料的化學(xué)通式為L(zhǎng)iMnaM1-aO2-bFcXd，其中，M為Ni和Co中的至少一種，X為Cl，Br和I中的至少一種。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明利用F-取代NCM中的氧位，即在氧位摻雜氟，由于氟的電負(fù)性比氧大，對(duì)錳的束縛能力更強(qiáng)，從而形成比Mn-O更強(qiáng)的Mn-F鍵，能夠很好的抑制NCM中Mn的溶出，穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)，適合在高充電截止電壓下使用；而且氧位摻雜氟還改善了材料的熱穩(wěn)定性能，從而能夠提高使用該正極材料的電池的高溫循環(huán)性能、電化學(xué)性能和安全性能。此外，本發(fā)明還公開(kāi)了一種該正極材料的制備方法。
文檔編號(hào)H01M4/1315GK103094523SQ20131001727
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者阮丁山, 譚欣欣, 柳娜, 鄺泉, 陳杰 申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司