CN104716309A - 分段包覆TiO2的高电压三元正极材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制造方法，具体是一种分段包覆TiO2的高电压三元正极材料的制备方法。该方法包括以下步骤：1）将523三元前驱体与Li2CO3混合，烧结得到单晶523三元正极材料；2）将得到的523三元正极材料与酒精混合，使三元素均匀分散在酒精中；3）用异丙醇钛溶解在甲苯中，浓度0.02～0.1mol/L,形成分散液；4）将步骤3）获得的分散液分4次向步骤2）得到的材料中均匀加入，使包覆均匀；5）将上一步得到的产品于120～200℃烘干，在500～1000℃下烧结，获得TiO2包覆的三元正极材料。本发明改善了材料的高电压条件下的循环性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制造方法，具体是一种分段包覆TiO2的高电压三元正极材料的制备方法。
背景技术
523三元正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2作为锂离子电池正极材料，具有价格低、放电比容量高、循环稳定等特点。但现有523三元正极材料存在着高电压4.6V条件下的循环性能不佳的缺陷，有待进一步改善。在电池循环过程中材料与电解液发生氧化还原反应，使正极材料的表面不稳定；另外4.6V条件下，正极材料的表面的残留锂与电解液反应，释放气体，影响了正极材料的循环性能。包覆惰性材料可以有效改善材料与电解液的接触情况，但是如何提高包覆均匀性是业界的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高对523三元正极材料包覆改性的均匀性，进而提高正极材料高电压4.6V条件下循环性能的分段包覆TiO2的高电压三元正极材料的制备方法。
本发明的分段包覆TiO2的高电压三元正极材料的制备方法包括以下步骤：
1)将523三元前驱体Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2与Li2CO3混合，球磨粉碎均匀，烧结得到单晶523三元正极材料；其中Li2CO3与523三元前驱体的质量比为1.01～1.1,烧结温度900～1000℃；
2)将得到的523三元正极材料与酒精混合，质量比例为1：1～1：4混合，搅拌，使三元素均匀分散在酒精中；
3)用异丙醇钛溶解在甲苯中，浓度0.02～0.1mol/L,形成分散液；
4)将步骤3)获得的的分散液分4次向步骤2)得到的材料中均匀加入，使包覆均匀；其中钛在的523三元正极材料中的包覆量为500ppm－2000ppm；
5)将上一步得到的产品于120～200℃烘干，在500～1000℃下烧结，获得TiO2包覆的三元正极材料。
优选地，所述步骤2)中523三元正极材料与酒精混合的质量比例为1：3。
本发明采用分段包覆TiO2的方式改善了对523三元正极材料包覆改性的均匀性，从而改善了材料的高电压条件下的循环性能。
附图说明
图1是本发明实施例一至实施例四获得的产品XRD结果；
图2是本发明实施例三和实施例五的扣式电池4.6V循环测试结果。
具体实施方式
实施例一至实施例四包括以下步骤：
1)将3μm 523三元前驱体Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2与Li2CO3混合，球磨8h粉碎均匀，烧结得到单晶523三元正极材料；其中Li2CO3与523三元前驱体的质量比为1.04,烧结温度950℃；
2)将得到的523三元正极材料与酒精混合，混合质量比例对应实施例一至实施例四分别为1：1、1：2、1：3和1：4，搅拌10h，使三元素均匀分散在酒精中；
3)用异丙醇钛溶解在甲苯中，浓度0.08mol/L,形成分散液；
4)将步骤3)获得的的分散液分4次向步骤2)得到的材料中均匀加入，使包覆均匀；其中钛在的523三元正极材料中的包覆量为500ppm；
5)将上一步得到的产品于160℃烘干，在900℃下烧结，获得TiO2包覆的三元正极材料。
如图1中A－D分别对应实施例一至实施例四的产品XRD结果，证明其包覆均匀。
实施例五的步骤是在实施例三的基础上，其步骤4)中选择钛在的523三元正极材料中的包覆量为2000ppm。
如图2，对实施例三和实施例五的扣式电池4.6V循环测试，容量保持率均达到90％以上。
Claims (4)
1.一种分段包覆TiO2的高电压三元正极材料的制备方法，其特征是：包括以下步骤，
1）将523三元前驱体Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2 与Li2CO3混合，球磨粉碎均匀，烧结得到单晶523三元正极材料；其中Li2CO3与523三元前驱体的质量比为1.01～1.1, 烧结温度900～1000℃；
2）将得到的523三元正极材料与酒精混合，质量比例为1：1～1：4混合，搅拌，使三元素均匀分散在酒精中；
3）用异丙醇钛溶解在甲苯中，浓度0.02～0.1mol/L, 形成分散液；
4）将步骤3）获得的的分散液分4次向步骤2）得到的材料中均匀加入，使包覆均匀；其中钛在的523三元正极材料中的包覆量为500ppm－2000ppm；
5）将上一步得到的产品于120～200℃烘干，在500~1000℃下烧结，获得TiO2包覆的三元正极材料。
2.根据权利要求1所述的分段包覆TiO2的高电压三元正极材料的制备方法，其特征是：步骤2）中523三元正极材料与酒精混合的质量比例为1：3。
3.根据权利要求1所述的分段包覆TiO2的高电压三元正极材料的制备方法，其特征是：步骤4）中钛在的523三元正极材料中的包覆量为500ppm。
4.根据权利要求1所述的分段包覆TiO2的高电压三元正极材料的制备方法，其特征是：步骤4）中钛在的523三元正极材料中的包覆量为2000ppm。
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