一種核-殼型錳酸鋰複合正極材料及其製備方法和應用的製作方法
2023-06-19 10:03:56 1
專利名稱：一種核-殼型錳酸鋰複合正極材料及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明屬於電化學電源材料製備技術領域。特別涉及可以作為鋰離子電池正極材料的一種核-殼型錳酸鋰複合正極材料及其製備方法和引用。
背景技術：
錳酸鋰正極材料具有資源豐富、價格低廉、無毒無汙染、工作電壓高、可大功率充放電、安全性能好等諸多優點，是一種理想的鋰離子電池正極材料，自1983年Thackeray等在 Lithium insertion into manganese spinels[J]. Materials Research Bulletin,1983，18(4) :461-472上首次報導以來，該材料得到了廣泛的研究和應用。Jahn-Teller效應導致晶格畸變和電解液分解導致錳溶解造成充放電循環過程中容量衰 減較快，尤其是在高溫條件下，極大地限制了該材料的廣泛應用。目前報導提高錳酸鋰正極材料循環壽命和高溫性能的方法主要有以下2種
I.慘雜改性穩定晶體結構，提聞循環壽命和聞溫性能。例如，中國專利CN1300868C 摻雜 Ni、Cr、Fe、Mg、Se 和 F ;中國專利 CN100376048C摻雜Co ;中國專利CN1264233C摻雜Cr、Co ;中國專利CN100379060C摻雜Sc ;中國專利CN1283556C摻雜Co、Ni、Ti、Cr、V ;中國專利CN100495770C摻雜Co和La ;中國專利CN100436333C 摻雜 Co、Cr、Al、Ni ;中國專利 CN100499211C 多元摻雜 Cr、Al、Mg、Bi、Ti、Zr、Si,B 合成 LiMrvxCraAlbMgcBidTieZrfSigBhO4 ;中國專利 CNlOl 179125B 摻雜 Cr、Ni、Mg、Co、Fe、Ca, Al ;中國專利 CN100547831C 摻雜 Cr、Ga、Al、Mg、Ti、Cu、Zn ;中國專利 CN101807682B 摻雜合成 LiaMn2_x_y_zNbxAlyMz04，M 為 Nb、Al、Ca、Ti、V、Cu、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb 中的至少一種。2.表面修飾改性緩解與電解液接觸和反應，提高循環壽命和高溫性能。例如，中國專利CN100416895C 包覆 ZnO、MgO、CaO, Ni203、CdO 或 Al2O3 ;中國專利CN100547831C表面包覆硼鋰複合氧化物、鈷鋰複合氧化物、釩鋰複合氧化物或碳。中國專利CN101807682B表面包覆鎳鋰複合氧化物、鈷鋰複合氧化物、鈣鋰複合氧化物、鎂鋰複合氧化物或硼鋰複合氧化物；中國專利CN101060173B表面包覆鋰硼複合氧化物、鋰鈷氧化物、鋰釩氧化物、鋁氧化物、鋁的磷酸合物、鈦氧化物、鉻氧化物、鎂氧化物或鈣氧化物。鋁酸鋰LiAlO2離子電導率高、熱穩定性和化學穩定性好，已有報導用其修飾改性三兀材料和 LiFePO4 正極材料。例如，Kim 等在 Enhanced electrochemical properties ofLiNi1Z3Co1Z3Mn1Z3O2 cathode material by coating with LiAlO2 nanoparticles [J]. Journalof Power Sources, 2006,161:623-627 中用 LiAlO2 包覆 LiNi1/3Co1/3Mn1/302 三元材料；張進等在固相反應法製備a -LiAlO2包覆LiNia4Coa2Mna4O2的電化學性能研究[J].無機化學學報，2008，24(3) =415-421中用LiAlO2包覆LiNia4Coa2Mna4O2三元材料；羅紹華等在中國專利CN102024947A ;LiFeP04/LiA102納米介孔複合電極材料合成與性能[J].稀有金屬材料與工程，2011，40(增刊I) :275-278中用LiAlO2修飾LiFePO4正極材料。因此，可以採用鋁酸鋰LiAlO2修飾球形錳酸鋰LiaMn2_xAy04_zBs，製備核-殼型錳酸鋰複合正極材料，提高循環壽命
發明內容
本發明的目的是提供一種核-殼型錳酸鋰複合正極材料及其製造方法和應用，其特徵在於，所述核-殼型錳酸鋰複合正極材料具有由核心活性材料和殼層包覆材料組成的球形核-殼結構；所述核心活性材料為球形錳酸鋰，用名義組成式LiaMn2_xAy04_zBs表示(a、x、y、z 和 δ 為摩爾值)，其中0.95彡3彡1.18，0<叉彡0.24，0<7彡0.24，0<2彡0.15，O < δ ^ O. 15 ;Α為Al、Cr、Ni、Co、Y、Sc、La和Ga中的至少一種，B為F、C1和S中的至少一種；所述殼層包覆材料為鋁酸鋰LiA102。所述球形錳酸鋰核心活性材料在LiaMn2_xAy04_zBs中含量為80-99. 9 wt. % ;所述殼層包覆材料鋁酸鋰LiAlO2含量為O. 1-20 wt. %。一種核-殼型錳酸鋰複合正極材料的製備方法，其特徵在於，所述核-殼型錳酸鋰複合正極材料通過以下四種方法之一製備
製備方法一 (I)配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；(2)按LiaMn2_xAy04_zBs計量比稱取鋰源化合物、錳源化合物、A元素的化合物和B元素的化合物，球磨混合均勻，加入去離子水和O. 1-25 wt%的聚乙烯醇溶液，配製成固含量45-70 wt%的漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體，(3)將前驅體於650-90(TC煅燒8-36h，得到核心活性材料球形錳酸鋰；
(4)將殼層包覆材料鋁酸鋰LiAlO2粉體、去離子水和O. 1-5 wt%的聚乙烯醇溶液球磨混合均勻，加入核心活性材料球形錳酸鋰配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥，(5)乾燥物料於450-700°C煅燒4-36h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料。製備方法二 ( I)配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液，(2)將錳酸鋰LiaMn2_xAy04_zBs粉體、去離子水和O. 1-25 wt%的聚乙烯醇溶液混合均勻，配製成固含量45-70 wt%的漿料，噴霧造粒得到核心活性材料球形錳酸鋰；(3)將殼層包覆材料鋁酸鋰LiAlO2粉體、去離子水和O. 1-5 wt%的聚乙烯醇溶液球磨混合均勻，加入核心活性材料球形錳酸鋰配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；(5)乾燥物料於450-70(TC煅燒4-36h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料。 製備方法三(I)配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；(2 )按LiaMn2_xAy04_zB δ計量比稱取鋰源化合物、錳源化合物、A元素的化合物和B元素的化合物，球磨混合均勻，加入去離子水和O. 1-25 wt%的聚乙烯醇溶液，配製成固含量45-70 wt%的漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體，(3)前驅體於650-90(TC煅燒8-36h得到核心活性材料球形錳酸鋰；(4)按LiAlO2計量比稱取鋰源化合物和鋁源化合物，與去離子水和O. 1-5 wt%的聚乙烯醇溶液球磨混合均勻，加入核心活性材料球形錳酸鋰配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥，(5)乾燥物料於450-90(TC煅燒4-36h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料。製備方法四(1)配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液，(2)按LiaMn2_xAy04_zBs計量比稱取鋰源化合物、錳源化合物、A元素的化合物和B元素的化合物，球磨混合均勻，加入去離子水和O. 1-25 wt%的聚乙烯醇溶液，配製成固含量45-70 wt%的漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體，(3)按LiAlO2計量比稱取鋰源化合物和鋁源化合物，與去離子水和O. 1-5wt%的聚乙烯醇溶液球磨混合均勻，加入球形錳酸鋰前驅體配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥，(4)乾燥物料於450-90(TC煅燒8-36h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料。
所述鋰源化合物選自氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰和醋酸鋰。所述錳源化合物選自二氧化錳、四氧化三錳和碳酸錳。所述A元素的化合物選自Al、Cr、Ni、Co、Y、Sc、La和Ga的氧化物、氫氧化物、碳酸
鹽和硝酸鹽。所述B元素的化合物選自含含F化合物、含Cl化合物和含S化合物。所述鋁源化合物選自氫氧化鋁、硝酸鋁和異丙醇鋁。 一種核-殼型錳酸鋰複合正極材料的應用，其特徵在於，採用核-殼型錳酸鋰複合正極材料作為鋰離子電池的正極材料，負極使用人造石墨，採用通用的433450AR-500mAh電池工藝，經配料、塗布、製片、裝配、注液、化成和分容工序製成鋰離子電池，使用充放電倍率為I. OC對鋰離子電池的電化學性能進行測試。本發明的有益效果是採用噴霧造粒結合鋁酸鋰LiAlOJf飾球形錳酸鋰LiaMn2_xAy04_zBs，製備核-殼型錳酸鋰複合正極材料，該材料具有優異的循環性能；能夠廣泛應用於鋰離子電池，特別是動力型鋰離子電池。
具體實施例方式本發明提供一種核-殼型錳酸鋰複合正極材料及其製造方法和應用，該核-殼型錳酸鋰複合正極材料具有由核心活性材料和殼層包覆材料組成的球形核-殼結構；所述核心活性材料為球形錳酸鋰用名義組成式LiaMn2_xAy04_zBs表示(a、x、y、z和δ為摩爾值)，其中 O. 95 彡 a 彡 I. 18，0 < X 彡 O. 24，0 < y 彡 O. 24，0 < ζ 彡 O. 15，O < δ ^ O. 15 ；Α 為Al、Cr、Ni、Co、Y、Sc、La和Ga中的至少一種，B為F、C1和S中的至少一種；所述殼層包覆材料為鋁酸鋰LiAlO2。下面通過的實施例和附表，對本發明作進一步闡述，僅在於說明本發明而不限制本發明。實施例I
配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；取碳酸鋰3. 14kg、二氧化錳16. 95kg、氫氧化鋁
O.26kg和氟化鋰O. 39kg,球磨混合均勻，加入23. 05kg去離子水和2. 30kg的聚乙烯醇溶液，配製成漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體；前驅體於750°C煅燒12h得到球形錳酸鋰；將鋁酸鋰LiAlO2粉體O. 09kg、去離子水17. 95kg和聚乙烯醇溶液O. 37kg球磨混合均勻，加入球形錳酸鋰18. 32kg配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；乾燥物料於650°C煅燒4h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料，附表編號Al。實施例2
配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；取碳酸鋰3. 69kg、二氧化錳16. 52kg、三氧化二鉻O. 76kg和氟化鋰O. 26kg,球磨混合均勻，加入16. 98kg去離子水和4. 25kg的聚乙烯醇溶液，配製成漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體；前驅體於800°C煅燒IOh得到球形錳酸鋰；將鋁酸鋰LiAlO2粉體O. 18kg、去離子水17. 76kg和聚乙烯醇溶液O. 55kg球磨混合均勻，加入球形錳酸鋰18. 31kg配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；乾燥物料於550°C煅燒6h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料，附表編號A2。實施例3
配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；取碳酸鋰4. 06kg、二氧化錳16. 08kg、碳酸鎳I.78kg和氟化鋰O. 13kg,球磨混合均勻，加入12. 03kg去離子水和6. Olkg的聚乙烯醇溶液，配製成漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體；前驅體於850°C煅燒8h得到球形錳酸鋰；將鋁酸鋰LiAlO2粉體O. 37kg、去離子水17. 88kg和聚乙烯醇溶液O. 74kg球磨混合均勻，加入球形錳酸鋰18. 34kg配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；乾燥物料於450°C煅燒8h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料，附表編號A3。實施例4
配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；將20kg錳酸鋰LiMnh95Coaci5Oi95Satl5粉體、18kg 去離子水和2kg聚乙烯醇溶液混合均勻，配製成漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰；將鋁酸鋰LiAlO2粉體O. 5lkg、去離子水19. 69kg和聚乙烯醇溶液O. 82kg球磨混合均勻，加入球形錳酸鋰20kg配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；乾燥物料於450°C煅燒12h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料，附表編號BI。實施例5
配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；將20kg錳酸鋰LiMn1. JaJ^95Fai粉體、13. 45kg去離子水和2. 91kg聚乙烯醇溶液混合均勻，配製成漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰；將鋁酸鋰LiAlO2粉體O. 61kg、去離子水19. 37kg和聚乙烯醇溶液I. 24kg球磨混合均勻，加入球形錳酸鋰20kg配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；乾燥物料於550°C煅燒10h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料，附表編號B2。實施例6
配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；將20kg錳酸鋰LiMnh9tlSc Q. 1(I03.95C1Q. i粉體、IOkg去離子水和3. 33kg聚乙烯醇溶液混合均勻，配製成漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰；將鋁酸鋰LiAlO2粉體O. 73kg、去離子水19. 07kg和聚乙烯醇溶液O. I. 66kg球磨混合均勻，力口入球形錳酸鋰20kg配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；乾燥物料於650°C煅燒8h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料，附表編號B3。實施例7
配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；取氫氧化鋰4. 20kg、碳酸錳21. 27kg、硝酸鎳4. 36kg和氟化鋰O. 13kg,球磨混合均勻，加入28. 63kg去離子水和7. 99kg的聚乙烯醇溶液，配製成漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體；前驅體於810°C煅燒15h得到球形錳酸鋰；將氫氧化鋰O. 42kg、硝酸鋁3. 75kg、去離子水20. 27kg和聚乙烯醇溶液2. OOkg球磨混合均勻，加入球形錳酸鋰18. Ikg配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；乾燥物料於550°C煅燒24h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料，附表編號Cl。實施例8
配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；取硝酸鋰6. 90kg、四氧化三錳14. 49kg、硝酸鑭
4.33kg和氟化鋰O. 21kg,球磨混合均勻，加入14. 15kg去離子水和7. 07kg的聚乙烯醇溶液，配製成漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體；前驅體於830°C煅燒12h得到球形錳酸鋰；將氫氧化鋰O. 48kg、氫氧化鋁O. 89kg、去離子水18. 6kg和聚乙烯醇溶液O. 77kg球磨混合均勻，加入球形錳酸鋰18kg配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；乾燥物料於60(TC煅燒20h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料，附表編號C2。實施例9
配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；取醋酸鋰6. 60kg、碳酸錳22. 42kg、氧化鎵O.94kg和氯化鋰O. 42kg,球磨混合均勻，加入7. Olkg去離子水和9. 35kg的聚乙烯醇溶液，配製成漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體；前驅體於850°C煅燒24h得到球形錳酸鋰；將氫氧化鋰O. 54kg、異丙醇鋁2. 63kg、去離子水19. 05kg和聚乙烯醇溶液2. 12kg球磨混合均勻，加入球形錳酸鋰18kg配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；乾燥物料於70(TC煅燒15h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料，附表編號C3。實施例 10
配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；取硝酸鋰6. 90kg、碳酸錳22. 42kg、碳酸鈷
O.59kg和氟化鋰O. 39kg,球磨混合均勻,加入27kg去離子水和3. 03kg的聚乙烯醇溶液,配製成漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體；將氫氧化鋰O. 60kg、氫氧化鋁I. 12kg、去離子水30. 29kg和聚乙烯醇溶液O. 94kg球磨混合均勻,加入球形猛酸鋰前驅體29. 51kg配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；乾燥物料於800°C煅燒36h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料，附表編號Dl。實施例11
配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；取碳酸鋰3. 69kg、二氧化錳16. 08kg、硝酸釔
5.75kg和硫化鋰O. 23kg，球磨混合均勻，加入13. 74kg去離子水和3. 43kg的聚乙烯醇溶液，配製成漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體；將氫氧化鋰O. 73kg、異丙醇鋁3. 56kg、去離子水27. 92kg和聚乙烯醇溶液I. 47kg球磨混合均勻，加入球形錳酸鋰前驅體25. IOkg配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；乾燥物料於850°C煅燒24h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料，附表編號D2。實施例12
配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；取醋酸鋰7. 13kg、四氧化三猛14. 49kg、氧化鈧
O.69kg和氯化鋰O. 42kg,球磨混合均勻，加入5. 84kg去離子水和3. 90kg的聚乙烯醇溶液，配製成漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體；將碳酸鋰O. 89kg、硝酸鋁9. 05kg、去離子水30. 36kg和聚乙烯醇溶液2. 28kg球磨混合均勻,加入球形猛酸鋰前驅體22. 70kg配製成眾料，然後一邊攪拌一邊乾燥；乾燥物料於90(TC煅燒18h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料，附表編號D3。實施例13
採用核-殼型錳酸鋰複合正極材料作為鋰離子電池的正極材料，負極使用人造石墨，採用通用的433450AR-500mAh電池工藝，經配料、塗布、製片、裝配、注液、化成和分容工序製成鋰離子電池，使用充放電倍率為I. OC對鋰離子電池的電化學性能進行測試。測試的電化學性能如表I所示。從表I ( 433450AR-500mAh電池測試數據)首次容量到經過50-300次循環容量的測試數據來看，電池容量變化在60mAh以內，電池容量下降12%左右，由此說明該材料具有優異的循環性能，特別適合於動力型鋰離子電池使用。表I 433450AR_500mAh 電池測試數據
權利要求
1.一種核-殼型錳酸鋰複合正極材料，其特徵在於，該材料具有由核心活性材料和殼層包覆材料組成的球形核-殼結構；所述核心活性材料為球形錳酸鋰，用名義組成式LiaMn2_xAy04_zBs 表示(a、x、y、z 和 δ 為摩爾值)，其中 O. 95 彡 a 彡 I. 18，O < χ 彡 O. 24，O< y ^ O. 24,0 < z 彡 O. 15，O < s 彡 O. 15 ;A 為 Al、Cr、Ni、Co、Y、Sc、La 和 Ga 中的至少一種，B為F、Cl和S中的至少一種；所述殼層包覆材料為鋁酸鋰LiA102。
2.根據權利要求I所述核-殼型錳酸鋰複合正極材料，其特徵在於，所述球形錳酸鋰核心活性材料LiaMn2_xAy04_zBs在核-殼型錳酸鋰複合正極材料中含量為80-99. 9 wt% ;所述殼層包覆材料鋁酸鋰LiAlO2在核-殼型錳酸鋰複合正極材料中含量為O. 1-20 wt%0
3.一種核-殼型錳酸鋰複合正極材料的製備方法，其特徵在於，所述核-殼型錳酸鋰複合正極材料通過以下四種方法之一製備 製備方法一 (I)配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；(2)按LiaMn2_xAy04_zBs計量比稱取鋰源化合物、錳源化合物、A元素的化合物和B元素的化合物，球磨混合均勻，加入去離子水和O. 1-25 wt%的聚乙烯醇溶液，配製成固含量45-70 wt%的漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體，(3)將前驅體於650-90(TC煅燒8-36h，得到核心活性材料球形錳酸鋰；(4)將殼層包覆材料鋁酸鋰LiAlO2粉體、去離子水和O. 1-5 wt%的聚乙烯醇溶液球磨混合均勻，加入核心活性材料球形錳酸鋰配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥，(5)乾燥物料於450-700°C煅燒4-36h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料； 製備方法二 ( I)配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液，(2)將錳酸鋰LiaMn2_xAy04_zBs粉體、去離子水和O. 1-25 wt%的聚乙烯醇溶液混合均勻，配製成固含量45-70 丨％的漿料，噴霧造粒得到核心活性材料球形錳酸鋰；(3)將殼層包覆材料鋁酸鋰LiAlO2粉體、去離子水和O. 1-5 wt%的聚乙烯醇溶液球磨混合均勻，加入核心活性材料球形錳酸鋰配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥；(5)乾燥物料於450-70(TC煅燒4-36h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料； 製備方法三(I)配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液；(2)按LiaMn2_xAy04_zBs計量比稱取鋰源化合物、錳源化合物、A元素的化合物和B元素的化合物，球磨混合均勻，加入去離子水和O. 1-25 wt%的聚乙烯醇溶液，配製成固含量45-70 wt%的漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體，(3)前驅體於650-90(TC煅燒8-36h得到核心活性材料球形錳酸鋰；(4)按LiAlO2計量比稱取鋰源化合物和鋁源化合物，與去離子水和O. 1-5 wt%的聚乙烯醇溶液球磨混合均勻，加入核心活性材料球形錳酸鋰配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥，(5)乾燥物料於450-90(TC煅燒4-36h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料； 製備方法四(I)配製濃度5. O wt%的聚乙烯醇水溶液，(2)按LiaMn2_xAy04_zBs計量比稱取鋰源化合物、錳源化合物、A元素的化合物和B元素的化合物，球磨混合均勻，加入去離子水和O. 1-25 wt%的聚乙烯醇溶液，配製成固含量45-70 wt%的漿料，噴霧造粒得到球形錳酸鋰前驅體，(3)按LiAlO2計量比稱取鋰源化合物和鋁源化合物，與去離子水和O. 1-5wt%的聚乙烯醇溶液球磨混合均勻，加入球形錳酸鋰前驅體配製成漿料，然後一邊攪拌一邊乾燥，(4)乾燥物料於450-90(TC煅燒8-36h，得到核-殼型錳酸鋰複合正極材料。
4.根據權利要求3所述核-殼型錳酸鋰複合正極材料的製備方法，其特徵在於，所述鋰源化合物選自氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰和醋酸鋰。
5.根據權利要求3所述核-殼型錳酸鋰複合正極材料的製備方法，其特徵在於，所述錳源化合物選自二氧化錳、四氧化三錳和碳酸錳。
6.根據權利要求3所述核-殼型錳酸鋰複合正極材料的製備方法，其特徵在於，所述A元素的化合物選自Al、Cr、Ni、Co、Y、Sc、La和Ga的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽和硝酸鹽。
7.根據權利要求3所述核-殼型錳酸鋰複合正極材料的製備方法，其特徵在於，所述B元素的化合物選自含含F化合物、含Cl化合物和含S化合物。
8.根據權利要求3所述核-殼型錳酸鋰複合正極材料的製備方法，其特徵在於，所述鋁源化合物選自氫氧化鋁、硝酸鋁和異丙醇鋁。
9.一種核-殼型錳酸鋰複合正極材料的應用，其特徵在於，採用核-殼型錳酸鋰複合正極材料作為鋰離子電池的正極材料，負極使用人造石墨，採用通用的433450AR-500mAh電池工藝，經配料、塗布、製片、裝配、注液、化成和分容工序製成鋰離子電池，使用充放電倍率為I. OC對鋰離子電池的電化學性能進行測試。
全文摘要
本發明公開了屬於電化學電源材料製備技術領域的一種核-殼型錳酸鋰複合正極材料的製備方法和應用。該錳酸鋰複合正極材料為由80-99.9wt.%核心活性材料和0.1-20wt%殼層材料組成的核-殼結構，所述核心活性材料為用名義組成式LiaMn2-xAyO4-zBδ表示的球形錳酸鋰，殼層材料為鋁酸鋰LiAlO2；本發明還公開了所述正極材料的製備方法以及包含所述正極材料的二次鋰離子電池。本發明獲得的正極材料顯著提高了錳酸鋰正極材料循環壽命，可滿足常用型二次鋰離子電池和動力型鋰離子電池的要求。
文檔編號H01M4/505GK102646826SQ20121015706
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月21日 優先權日2012年5月21日
發明者李輝, 田勇, 羅紹華, 胡平, 葛宏偉, 諸葛福長 申請人:甘肅大象能源科技有限公司