技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池正極復合材料的制備方法。

背景技術

鋰離子電池是一種新型的綠色化學電源，與傳統的鎳鎘電池、鎳氫電池相比具有電壓高、壽命長、容量和能量密度大、體積小、自放電率低等優點。自1990年初次進入市場以來，使用范圍越來越廣，已經被廣泛用于各種便攜式電子設備。隨著新能源汽車的興起，鋰離子電池以其優異的特性，被認為是新能源汽車理想的儲能設備之一。

目前，鋰離子電池的制約因素在于其循環過程中伴隨的容量衰減，以及由此導致的較差的循環壽命。容量衰減的原因一方面是正極活性物質的本征結構隨著循環的進行逐漸發生不可逆改變，另外一方面是當正極活性物質脫鋰時，氧化性增強，容易與有機電解液發生反應，從而使正極活性物質損失，導致容量衰減。因此，如何提高正極活性物質在電池循環過程中的穩定性，降低電極副反應程度，是提高鋰離子電池循環壽命的關鍵。

對鋰離子電池正極活性物質的顆粒表面采用其它材料包覆，是現有技術中對正極活性物質進行改性的常用方法。例如，在磷酸鐵鋰的顆粒表面包覆一層碳可以有效解決磷酸鐵鋰導電性較差的問題，使包覆有碳層的磷酸鐵鋰具有較好的導電性。然而，現有技術中對正極活性物質在電池循環過程中的穩定性的改進問題并沒有得到很好的解決。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種具有較好的循環穩定性的鋰離子電池正極復合材料的制備方法。

一種鋰離子電池正極復合材料的制備方法，其包括：制備一復合前驅體，該復合前驅體包括正極活性物質前驅體及包覆于該正極活性物質前驅體表面的包覆層前驅體；以及將該復合前驅體與鋰源化合物反應，使該復合前驅體中的包覆層前驅體及正極活性物質前驅體同時鋰化，從而生成該正極復合材料。

相較于現有技術，本發明提供的正極復合材料中，該包覆層的材料為具有單斜晶系結構、空間群為C2/c的鋰-金屬復合氧化物，該包覆層的氧化物是一個層狀結構的化合物，層間具有二維的鋰離子通道，并且在晶體C軸方向上存在一維的鋰離子通道，因此具有良好的鋰離子傳導能力，從而可以使該正極復合材料具有較好的倍率性能。另外，由于該鋰-金屬復合氧化物的化學性質穩定，不與鋰離子電池電解液反應，從而阻斷了正極活性物質和電解液的直接接觸，抑制電池循環過程中副反應的發生，使鋰離子電池具有較好的循環穩定性和電池壽命。

附圖說明

圖1為本發明實施例正極復合材料的結構示意圖。

圖2為本發明實施例正極復合材料的制備方法的過程示意圖。

圖3為本發明實施例復合前驅體的制備方法的過程示意圖。

圖4為本發明實施例1包覆有Co離子摻雜Li₂TiO₃的LiCoO₂的XRD圖譜。

圖5為圖4的局部放大圖。

圖6為本發明實施例1與實施例1的對比例的電池循環性能測試圖。

圖7為本發明實施例1與實施例1的對比例的電池倍率性能測試圖。

圖8為本發明實施例3包覆有Mn離子摻雜Li₂TiO₃的LiMn₂O₄的XRD圖譜。

圖9為本發明實施例3與實施例3的對比例的電池倍率性能測試圖。

圖10為本發明實施例3與實施例3的對比例的電池循環性能測試圖。

圖11為本發明實施例5包覆有Ni離子摻雜Li₂TiO₃的LiNi_0.5Mn_1.5O₄的XRD圖譜。

圖12為本發明實施例5的電池倍率性能測試圖。

圖13為本發明實施例5的對比例包覆有Ni離子摻雜Li₂TiO₃的LiNi_0.5Mn_1.5O₄的電池倍率性能測試圖。