CN103794753A - 一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103794753A
CN103794753A CN201410090828.0A CN201410090828A CN103794753A CN 103794753 A CN103794753 A CN 103794753A CN 201410090828 A CN201410090828 A CN 201410090828A CN 103794753 A CN103794753 A CN 103794753A
Authority
CN
China
Prior art keywords
positive electrode
ion battery
lithium ion
preparation
battery composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410090828.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103794753B (zh
Inventor
张昌春
王启岁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Gotion High Tech Power Energy Co Ltd
Original Assignee
Hefei Guoxuan High Tech Power Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Guoxuan High Tech Power Energy Co Ltd filed Critical Hefei Guoxuan High Tech Power Energy Co Ltd
Priority to CN201410090828.0A priority Critical patent/CN103794753B/zh
Publication of CN103794753A publication Critical patent/CN103794753A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103794753B publication Critical patent/CN103794753B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及一种锂离子电池复合正极材料，该复合正极材料由钒氧化物与正极材料组成，钒氧化物包覆在正极材料的表面，钒氧化物为偏钒酸铵受热分解后所得，正极材料为三元材料、镍锰酸锂、锰酸锂中的一种。本发明在锂离子电池正极材料的表面上包覆一层均匀的钒氧化物，这层氧化物降低了正极材料与电解液之间的接触面积，抑制了两者由于直接接触而发生的副反应，提高了正极材料的电化学性能，同时本发明的制备方法条件简便、易控制，包覆体较均匀，且可得到电化学性能优越的复合正极材料。

Description

一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池制造领域，涉及一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，我国能源危机与环境污染的日益严重，动力电池的开发与研究备受关注。锂离子电池是近十年来迅猛发展起来的一种高能电池，无论从比能量和电压等技术指标，还是从环境来看，其已经成为我国新能源产业发展的一个重要方向。正极材料镍锰酸锂具有放电电压高、热稳定性好和价格较低等优点，被认为是最有潜力的正极材料。然而，正极材料的循环使用性能限制了该材料的发展，因为正极材料与电解液之间两者直接接触而发生的副反应，降低了正极材料的电化学性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种表面包覆钒氧化物的复合正极材料，以及复合正极材料的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种锂离子电池复合正极材料，该复合正极材料由钒氧化物与正极材料组成，钒氧化物包覆在正极材料的表面。
所述钒氧化物为偏钒酸铵受热分解所得，所述正极材料为三元材料、镍锰酸锂、锰酸锂中的一种。
一种锂离子电池复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将偏钒酸铵完全溶于去离子水中；
（2）向步骤（1）的水溶液中加入正极材料，并使其充分分散；
（3）向步骤（2）中加入有机溶剂，使偏钒酸铵析出覆在正极材料的表面；
（4）将步骤（3）所得溶液经过过滤、干燥、烧结，得到钒氧化物包覆的正极材料。
所述步骤（1）中去离子水的温度为40-90℃。 
所述步骤（2）中的分散方式为超声分散、搅拌分散中的一种或两种。
所述步骤（3）中加入有机溶剂的体积为去离子水体积的0.5-20倍。
所述步骤（3）有机溶剂为甲醇、无水乙醇、丙酮中的一种或多种。
所述步骤（3）中有机溶剂在10h以内加完。
所述步骤（4）烧结过程中的烧结温度为300-1000℃，烧结时间为1-10h。
偏钒酸铵是白色的结晶性粉末，微溶于冷水，溶于热水及稀氨水。
本发明的有益效果：本发明在锂离子电池正极材料的表面上包覆一层均匀的钒氧化物，这层氧化物降低了正极材料与电解液之间的接触面积，抑制了两者由于直接接触而发生的副反应，提高了正极材料的电化学性能，同时本发明的制备方法条件简便、易控制，包覆体较均匀，且可得到循环性能优越的复合正极材料。
附图说明
图1 为本发明合成复合材料与纯相镍锰酸锂材料在室温下进行100次循环充放电测试的循环性能图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
（1）将0.2g偏钒酸铵完全溶于90℃下体积为25ml去离子水中；
（2）向步骤（1）的去离子水溶液中加入正极材料10g镍锰酸锂，利用超声分散，使其充分分散；
（3）向步骤（2）中的镍锰酸锂溶液中，加入2倍于去离子水体积的无水乙醇，促使偏钒酸铵析出并包覆在镍锰酸锂的表面；
（4）将步骤（3）中的溶液经过滤、干燥、在500℃温度下烧结5小时，得到钒氧化物包覆的镍锰酸锂正极材料。
实施例2
（1）将0.2g偏钒酸铵完全溶于40℃下体积为25ml去离子水中；
（2）向步骤（1）的去离子水溶液中加入10g正极材料镍锰酸锂，利用搅拌分散，使其充分分散；
（3）向步骤（2）中的镍锰酸锂溶液中，加入0.5倍于去离子水体积的丙酮，促使偏钒酸铵析出并包覆在镍锰酸锂的表面；
（4）将步骤（3）中的溶液经过滤、干燥、在1000℃温度下烧结1小时，得到钒氧化物包覆的镍锰酸锂正极材料。
实施例3
（1）将0.2g偏钒酸铵完全溶于60℃下体积为25ml去离子水中；
（2）向步骤（1）的去离子水溶液中加入10g三元材料，利用超声分散，使其充分分散；
（3）向步骤（2）中的三元材料的溶液中，加入20倍于去离子水体积的甲醇，促使偏钒酸铵析出并包覆在三元材料的表面；
（4）将步骤（3）中的溶液经过滤、干燥、在300℃温度下烧结10小时，得到钒氧化物包覆的三元材料。
图1为本发明合成的复合材正极料与纯相镍锰酸锂材料在室温下进行100次循环充放电测试的循环性能图。图1中，由于本发明在锂离子电池正极材料的表面上包覆一层均匀的钒氧化物，这层氧化物降低了正极材料与电解液之间的接触面积，抑制了两者由于直接接触而发生的副反应，提高了正极材料的电化学性能，包覆体较均匀，得到循环性能优越的复合正极材料。同时本发明的制备方法条件简便、易控制。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锂离子电池复合正极材料，其特征在于，该复合正极材料由钒氧化物与正极材料组成，钒氧化物包覆在正极材料的表面。
2.根据权利要求1所述一种锂离子电池复合正极材料，其特征在于，所述钒氧化物为偏钒酸铵受热分解后所得，所述正极材料为三元材料、镍锰酸锂、锰酸锂中的一种。
3.一种权利要求1所述锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将偏钒酸铵完全溶于去离子水中；
（2）向步骤（1）的水溶液中加入正极材料，并使其充分分散；
（3）向步骤（2）中加入有机溶剂，使偏钒酸铵析出覆在正极材料的表面；
（4）将步骤（3）所得溶液经过过滤、干燥、烧结，得到钒氧化物包覆的正极材料。
4.根据权利要求3所述锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中去离子水的温度为40-90℃。
5.根据权利要求3所述锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的分散方式为超声分散、搅拌分散中的一种或两种。
6.根据权利要求3所述锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中加入有机溶剂的体积为去离子水体积的0.5-20倍。
7.根据权利要求3所述锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）有机溶剂为甲醇、无水乙醇、丙酮中的一种或多种。
8.根据权利要求3所述锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中有机溶剂在10h以内加完。
9.根据权利要求3所述锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）烧结过程中的烧结温度为300-1000℃，烧结时间为1-10h。
CN201410090828.0A 2014-03-12 2014-03-12 一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法 Active CN103794753B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410090828.0A CN103794753B (zh) 2014-03-12 2014-03-12 一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410090828.0A CN103794753B (zh) 2014-03-12 2014-03-12 一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103794753A true CN103794753A (zh) 2014-05-14
CN103794753B CN103794753B (zh) 2016-03-30

Family

ID=50670223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410090828.0A Active CN103794753B (zh) 2014-03-12 2014-03-12 一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103794753B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110176587A (zh) * 2019-05-28 2019-08-27 华东理工大学 一种钒离子表面掺杂镍钴铝三元正极材料、制备方法及其应用
CN114094095A (zh) * 2021-11-09 2022-02-25 远景动力技术(江苏)有限公司 尖晶石型正极材料及其制备方法与锂离子电池正极片

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6183911B1 (en) * 1999-03-10 2001-02-06 Samsung Display Devices Co., Ltd. Positive active material for rechargeable lithium battery and method of preparing same
CN101060173A (zh) * 2006-04-19 2007-10-24 深圳市比克电池有限公司 锂锰复合氧化物、制备方法及含有该材料的电池
US20090075165A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Cathode and lithium battery including the same
CN102969498A (zh) * 2012-12-11 2013-03-13 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种高电压镍锰酸锂正极材料及其制备方法
CN103066258A (zh) * 2012-12-06 2013-04-24 合肥国轩高科动力能源股份公司 一种高振实密度的钒氧化物与磷酸铁锂复合材料的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6183911B1 (en) * 1999-03-10 2001-02-06 Samsung Display Devices Co., Ltd. Positive active material for rechargeable lithium battery and method of preparing same
CN101060173A (zh) * 2006-04-19 2007-10-24 深圳市比克电池有限公司 锂锰复合氧化物、制备方法及含有该材料的电池
US20090075165A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Cathode and lithium battery including the same
CN103066258A (zh) * 2012-12-06 2013-04-24 合肥国轩高科动力能源股份公司 一种高振实密度的钒氧化物与磷酸铁锂复合材料的制备方法
CN102969498A (zh) * 2012-12-11 2013-03-13 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种高电压镍锰酸锂正极材料及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110176587A (zh) * 2019-05-28 2019-08-27 华东理工大学 一种钒离子表面掺杂镍钴铝三元正极材料、制备方法及其应用
CN114094095A (zh) * 2021-11-09 2022-02-25 远景动力技术(江苏)有限公司 尖晶石型正极材料及其制备方法与锂离子电池正极片
CN114094095B (zh) * 2021-11-09 2023-11-28 远景动力技术(江苏)有限公司 尖晶石型正极材料及其制备方法与锂离子电池正极片

Also Published As

Publication number Publication date
CN103794753B (zh) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103855431B (zh) 一种提高锂离子电池循环性能的化成方法
CN103633291B (zh) 一种锂离子电池正极极片及制作方法
CN102969473A (zh) 有机/无机复合多孔薄膜及使用此薄膜的电化学储能装置
CN102117895A (zh) 扣式锂电池的正极钢壳及扣式锂电池
CN105161693A (zh) 一种高循环锂电多元正极材料ncm及其制备方法
CN104393291B (zh) 一种掺杂、包覆共改性的磷酸钒锂正极材料及其制备方法
CN104505490A (zh) 采用原位碳还原法制备的锂离子电池用正极活性材料及方法
CN103515608A (zh) 石墨烯/硫复合材料及其制备方法、电池正极及其制备方法和电池
CN102881882B (zh) 薄壁囊形钛酸锂电极材料的制备及其应用
CN103794753B (zh) 一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法
CN108461824A (zh) 一种锂离子电池结构及基体外包工艺
CN103296251B (zh) 钛酸锂包覆硫复合的锂离子电池正极材料的制备方法
CN102299375B (zh) 锂离子动力电池及锂离子动力电池的制备方法
CN104409704A (zh) 一种锂离子电池用纳米多孔氧化物电极材料
CN110544797A (zh) 一种含水固体电解质及其电储能设备
CN108232136A (zh) 一种石墨烯复合镍钴锰酸锂材料的制备方法
CN104425813A (zh) 锂离子电池正极材料的铝包覆方法及锂离子电池正极材料
CN103855400A (zh) 硅酸亚铁锂/石墨烯复合材料及其制备方法和应用
CN102299373B (zh) 锂离子动力电池及其制备方法
CN106299553A (zh) 一种锂离子电池及其制作方法
CN106784809A (zh) 一种LiVOPO4/LiMPO4/C核壳结构复合材料及制备方法
CN102881897B (zh) 复合铁锂材料以及采用该复合铁锂材料的锂离子电池
CN102299374B (zh) 一种锂离子动力电池及锂离子动力电池的制备方法
CN105576225A (zh) 用于锂离子电池的复合正极材料及其制备方法
CN108736076A (zh) 一种水系锂离子二次电池及其制备工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 230000 Yaohai Industrial Zone, Hefei New District, Anhui, No. D weft Road, No. 7

Applicant after: Hefei Guoxuan High-Tech Power Energy Co., Ltd.

Address before: 230000 Yaohai Industrial Park, Anhui, Hefei No. D weft Road, No. 7

Applicant before: Hefei Guoxuan High-Tech Power Energy Co., Ltd.

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20140514

Assignee: NANJING GUOXUAN BATTERY CO., LTD.

Assignor: Hefei Guoxuan High-Tech Power Energy Co., Ltd.

Contract record no.: 2017320000046

Denomination of invention: Composite cathode material for lithium ion batteries and preparation method thereof

Granted publication date: 20160330

License type: Exclusive License

Record date: 20170306

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract