CN110459753A - 一种固态锂离子电池用复合正极材料 - Google Patents

一种固态锂离子电池用复合正极材料 Download PDF

Info

Publication number
CN110459753A
CN110459753A CN201910808588.6A CN201910808588A CN110459753A CN 110459753 A CN110459753 A CN 110459753A CN 201910808588 A CN201910808588 A CN 201910808588A CN 110459753 A CN110459753 A CN 110459753A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium ion
ion battery
positive pole
composite positive
nano
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
CN201910808588.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110459753B (zh
Inventor
穆道斌
赵志坤
陈实
温子越
杨豪
吴伯荣
吕海健
朱鸿儒
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.)
Beijing University of Technology
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing University of Technology
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 Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN201910808588.6A priority Critical patent/CN110459753B/zh
Publication of CN110459753A publication Critical patent/CN110459753A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110459753B publication Critical patent/CN110459753B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • 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
    • 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
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • 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
    • H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • 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
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及一种固态锂离子电池用复合正极材料，属于锂离子电池技术领域。所述材料通过将磷酸盐水溶液与镍钴锰氢氧化物前驱体进行混合干燥得到中间产物；再将所述中间产物、锂源和纳米氧化物混合均匀，得到混合物；最后将所述混合物在氧气气氛下高温煅烧后得到。所述正极材料内部有快离子导体包覆层、固态电解质双重传输通道，大大提高了锂离子的传输速度，并且正极材料中纳米氧化物的存在增大了正极与固态电解质片的接触，正极材料中快离子导体磷酸锂的存在，还增强了正极材料与纳米氧化物的复合。改善了固态电池中界面电阻较大问题，提高了电池的循环稳定性。

Description

一种固态锂离子电池用复合正极材料
技术领域
本发明涉及一种固态锂离子电池用复合正极材料，属于锂离子电池技术领域。
背景技术
随着科技的飞速发展，不可再生能源储量急速下降，新能源迎来发展的热潮。锂离子电池作为新能源的一种存储装置，在发展过程中遇到了极大的挑战，如能量密度低、安全性差等急需解决的问题，其中正极材料是制约锂电池发展的关键因素之一。目前因为比能量高、稳定性好等优点而受到广泛关注的高镍三元正极材料是锂离子电池最佳正极材料之一。为了降低锂电池热安全隐患、提高能量密度、循环稳定性，电解质固体化是良好手段之一。
全固态电池具有高能量密度、高安全性等优点，是下一代能量储存装置的最佳选择之一。然而，全固态电池也面临着一些关键难题，如电极-电解质界面电阻大、材料体积变化大等。全固态电池中电极与电解质接触为直接的物理接触，界面浸润性差，严重影响了电池的容量。
通过对三元正极材料表面包覆快离子导体如Li4Ti5O12、ZrO2等来降低电极-液态电解质界面电阻，改善其倍率特性。但对于全固态锂离子电池，此方法对提高正极材料和固态电解质界面接触力作用较小；目前，常利用原子沉积、磁控溅射等技术在正极极片表面构筑缓冲层来降低正极/固态电解质之间的界面阻抗，增加其物理接触，但是所采用的工艺通常比较复杂，成本较高，很难实现大规模应用及产业化。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种固态锂离子电池用复合正极材料。所述材料在正极材料高温锂化过程中，电极内部形成了双重快离子导体传输通道，其中反应生成物快离子导体磷酸锂不仅加快了锂离子的传输，还改善了纳米氧化物和正极材料之间的接触，电极中快离子导体纳米氧化物与固态电解质为同一物质削弱了空间电荷层的形成，有利于电极与固态电解质片的接触，降低其晶界阻抗。
为实现本发明的目的，提供下述技术方案。
一种固态锂离子电池用复合正极材料，所述材料通过以下方法制备得到，所述方法步骤如下：
步骤一、将磷酸盐水溶液与镍钴锰氢氧化物前驱体进行混合，50-80℃下搅拌直至溶液挥发完毕，50-100℃下干燥2-5小时，得到中间产物；其中，镍钴锰氢氧化物前驱体为NixCoyMn(1-x-y)(OH)2，0.6≤x＜1、0＜y＜1，x+y<1；磷酸盐占镍钴锰氢氧化物前驱体质量的1-5％；
步骤二、将所述中间产物、锂源和纳米氧化物混合均匀，得到混合物；其中，所述纳米氧化物为锂镧锆钽氧(LLZTO)或锂镧锆氧(LLZO)；中间产物与锂源的摩尔比为1:1.1-1.2，中间产物与纳米氧化物的质量比为1:0.03-0.1；
步骤三、将所述混合物在氧气气氛下，500-800℃下煅烧8-15小时，得到一种固态锂离子电池用复合正极材料。
优选的，步骤一中所述磷酸盐为磷酸氢铵、磷酸二氢铵或磷酸铵。
优选的，步骤一中所述磷酸盐水溶液的浓度为10-30mg/ml。
优选的，步骤一中所述镍钴锰氢氧化物前驱体为Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2或Ni0.9Co0.05Mn0.05(OH)2。
优选的，步骤一中在红外灯照射下进行磁力搅拌。
优选的，步骤二中所述锂源为氢氧化锂或碳酸锂。
优选的，步骤二中所述纳米氧化物的粒径为100-800nm。
优选的，步骤二中所述纳米氧化物的粒径为300-500nm。
一种固态锂离子电池，所述电池正极材料采用本发明所述的一种固态锂离子电池用复合正极材料。
一种固态锂离子电池，所述电池的固态电解质与所述纳米氧化物为同种物质。
有益效果
(1)本发明通过简单的原位煅烧方法，正极材料中原位生成的磷酸锂和复合的纳米氧化物，改善了固态锂离子电池中正极和固态电解质片的界面接触，削弱了固态锂离子电池中正极与固态电解质片之间空间电荷层，有利于固态锂离子电池充放电的进行，尤其是常温条件下，循环稳定性得到提升。
(2)本发明中磷酸锂在高温煅烧过程中原位生成并分布在正极颗粒/正极颗粒和正极颗粒/纳米氧化物之间，磷酸锂固相反应促进“联结”固态电解质和正极颗粒的结合，改善了固态电池中界面电阻较大问题。
(3)本发明通过在正极材料中在正极材料锂化过程中原位生成快离子导体磷酸锂，促进了材料颗粒表面及正极内部锂离子传输；同时，引入适量的快离子导体纳米氧化物LLZTO或LLZO，在正极内部构建离子传输通道，有利于充放电过程中离子的输运。
附图说明
图1为对比例1、对比例2和实施例1中终产物的X射线衍射(XRD)图及局部放大图；
图2为实施例1中终产物的透射电子显微镜(TEM)图；
图3为对比例1、对比例2和实施例1所组装的电池的阻抗图；
图4为对比例1、对比例2和实施例1所组装的电池的循环图。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施方式做出详细说明。
以下实施例中：
XRD测试：采用日本理学公司Rigaku UltimaIV-185X射线粉末衍射仪。
TEM测试：透射电子显微镜采用日本电子光学公司JEM-2010。
电池组装：将对比例或实施例制备得到的终产物、导电炭黑Super P和聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂按质量比8:1:1在甲基吡咯烷酮(NMP)中配置均匀浆料，涂覆到铝箔上，转移至100℃烘箱中真空烘干，利用裁片机裁成圆片作为正极，将裁好的正极片放入2025正极壳内，放入表面抛光的固态电解质陶瓷片，叠加裁剪好的锂金属片，再叠加垫片，下压，最后叠加弹簧片和负极壳，进行封口处理，组装成CR2025型扣式电池。
固态锂离子电交流阻抗测试：采用上海星辰仪器CHI6081D电化学工作站进行测试，设置频率为0.01-105HZ。
固态锂离子电池充放电测试：采用武汉蓝电电子股份有限公司CT2001A充放电测试仪在2.7-4.3V区间内，0.2C倍率下测试循环性能(1C＝200mA·g-1)。
对比例1
将镍钴锰氢氧化物前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2与氢氧化锂按照1:1.05的摩尔比混合均匀，在高温750℃氧气炉下煅烧12h，得到LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)正极材料。
对比例2
将前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2和氢氧化锂按照1:1.05摩尔比进行均匀混合，混合过程中添加占前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2质量5％的纳米LLZTO粉末(粒径为400nm)，将三者混合均匀后，在高温750℃氧气炉下煅烧12h，得到NCM811-LLZTO正极材料。
实施例1
1)将1g磷酸二氢铵溶于去离子水中，常温下搅拌溶解，配置浓度为20mg/ml的磷酸二氢铵溶液；
2)将0.5g前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2放于10ml同位素玻璃瓶中，再加入0.5mL所述磷酸二氢铵溶液，在红外灯照射(60℃)、磁力搅拌下直至溶液蒸干，搅拌速度为10rpm；然后在真空干燥箱内100℃干燥4小时，得到表面包覆磷酸二氢铵的Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2中间产物；
3)将所述中间产物、氢氧化锂和纳米锂镧锆钽氧(粒径为400nm)混合均匀，得到混合物；其中，中间产物和氢氧化锂的摩尔比为1:1.1，中间产物和纳米锂镧锆钽氧的质量比为1:0.05；
4)将所述混合物在氧气气氛下加热至750℃，在此温度下保持12h，得到一种固态锂离子电池用复合正极材料(NCM811-LP-LLZTO)。
对终产物进行XRD测试，结果如图1所示，图中NCM811-LP-LLZTO复合材料衍射特征峰与原始样品保持一致，(003)/(104)衍射峰比值约为1.36＞1.2，说明复合材料阳离子有序度较好，并且在NCM811-LP-LLZTO的XRD图谱中发现了LLZTO、Li3PO4两种物质的特征峰，表明终产物为锂镧锆钽氧、磷酸锂和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2三相共混的复合材料。
对终产物进行TEM测试，结果如图2所示，可以看到材料表面分别有两层不同物相，最外层物质晶格条纹间距为2.09和2.61A，分别对应锂镧锆钽氧中的(611)和(422)衍射峰，证明其为LLZTO，中间层物质晶格条纹间距为2.46A，对应磷酸锂(002)衍射峰，证明其为Li3PO4；表明所述材料中磷酸锂位于锂镧锆钽氧和正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2中间。
对对比例1、对比例2和实施例1制备得到的终产物所组装的电池进行交流阻抗测试，结果如图3所示，对比例1和对比例2中终产物的阻抗均接近700Ω，而实施例1中终产物的阻抗约为500Ω，明显小于对比例1和对比例2。
对对比例1、对比例2和实施例1制备得到的终产物所组装的电池在常温下进行恒流充放电测试，如图4所示，实施例1所组装的电池循环性能优异，首周放电比容量为188.8mAh/g，50周后容量保持率高达94％，而对比例1和对比例2所组装的电池电化学性能差，初始容量分别为172.9和150mAh/g，经过50周循环后容量衰减至43和14.5mAh/g。
对比例3
将镍钴锰氢氧化物前驱体Ni0.9Co0.05Mn0.05(OH)2与氢氧化锂按照1:1.05的摩尔比混合均匀，在高温700℃氧气炉下煅烧12h，得到LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2正极材料(NCM9055)。
对比例4
将镍钴锰氢氧化物前驱体Ni0.9Co0.05Mn0.05(OH)2和氢氧化锂按照1:1.05摩尔比进行均匀混合，混合过程中添加占前驱体Ni0.9Co0.05Mn0.05(OH)2质量5％的纳米LLZTO粉末(粒径为400nm)，将三者混合均匀后，在高温700℃氧气炉下煅烧12h，得到NCM9055-LLZTO正极材料。
实施例2
1)将1g磷酸二氢铵溶于去离子水中，常温下搅拌溶解，配置浓度为20g/L的磷酸二氢铵溶液；
2)将0.5g三元正极前驱体Ni0.9Co0.05Mn0.05(OH)2放于10ml同位素玻璃瓶中，再加入0.5mL所述磷酸二氢铵溶液，在红外灯照射(70℃)、磁力搅拌下直至溶液蒸干，搅拌速度为10rpm；在真空干燥箱内80℃干燥2小时，得到表面包覆磷酸二氢铵的Ni0.9Co0.05Mn0.05(OH)2中间产物；
3)将所述中间产物、氢氧化锂和纳米锂镧锆钽氧(粒径为400nm)混合均匀，得到混合物；其中，中间产物和氢氧化锂的摩尔比为1:1.12，中间产物和纳米锂镧锆钽氧的质量比为1:0.05；
4)将所述混合物在氧气气氛下加热至700℃，在此温度下保持12h，得到一种固态锂离子电池用复合正极材料(NCM9055-LP-LLZTO)。
终产物的TEM测试结果表明，所述材料中磷酸锂位于锂镧锆钽氧和正极材料LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2中间。
终产物的XRD测试结果表明，终产物为锂镧锆钽氧、磷酸锂和LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2三相共混的复合材料。
对对比例3、对比例4和实施例2制备得到的终产物所组装的电池进行交流阻抗测试，结果表明实施例3中终产物的阻抗明显小于对比例1和对比例2。
对对比例3、对比例4和实施例2制备得到的终产物所组装的电池在常温下进行恒流充放电测试，与对比例3和对比例4相比，实施例2所组装的电池电化学性能优异。
实施例3
1)将磷酸铵溶于去离子水中，常温下搅拌溶解，配置浓度为10g/L的磷酸铵溶液；
2)将0.5g前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2放于10ml同位素玻璃瓶中，再加入1mL所述磷酸铵溶液，在红外灯照射(80℃)、磁力搅拌下直至溶液蒸干，搅拌速度为10rpm；然后在真空干燥箱内100℃干燥5小时，得到表面包覆磷酸铵的Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2中间产物；
3)将所述中间产物、氢氧化锂和纳米LLZO(粒径为500nm)混合均匀，得到混合物；其中，中间产物和氢氧化锂的摩尔比为1:1.2，中间产物和纳米锂镧锆钽氧的质量比为1:0.1；
4)将所述混合物在氧气气氛下加热至750℃，在此温度下保持15h，得到一种固态锂离子电池用复合正极材料。
终产物的TEM测试结果表明，所述材料中磷酸锂位于锂镧锆氧和正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2中间。
终产物的XRD测试结果表明，终产物为锂镧锆氧、磷酸锂和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2三相共混的复合材料。
对终产物所组装的电池进行交流阻抗测试，结果表明，实施例3中终产物的阻抗较小。
对终产物所组装的电池在常温下进行恒流充放电测试，结果表明，实施例3所组装的电池电化学性能优异。
实施例4
1)将磷酸二氢铵溶于去离子水中，常温下搅拌溶解，配置浓度为30mg/mL的磷酸二氢铵溶液；
2)将0.5g前驱体Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2放于10ml同位素玻璃瓶中，再加入0.33mL所述磷酸二氢铵溶液，在红外灯照射50℃、磁力搅拌下直至溶液蒸干，搅拌速度为10rpm；然后在真空干燥箱内80℃干燥2小时，得到表面包覆磷酸二氢铵的Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2中间产物；
3)将所述中间产物、氢氧化锂和纳米LLZTO(粒径为300nm)的混合均匀，得到混合物；其中，中间产物和氢氧化锂的摩尔比为1:1.1，中间产物和纳米锂镧锆钽氧的质量比为1:0.05；
4)将所述混合物在氧气气氛下加热至750℃，在此温度下保持12h，得到一种固态锂离子电池用复合正极材料。
终产物的TEM测试结果表明，所述材料中磷酸锂位于锂镧锆钽氧和正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2中间。
终产物的XRD测试结果表明，终产物为锂镧锆钽氧、磷酸锂和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2三相共混的复合材料。
对终产物所组装的电池进行交流阻抗测试，结果表明，实施例4中终产物的阻抗较小。
对终产物所组装的电池在常温下进行恒流充放电测试，结果表明，实施例4所组装的电池电化学性能优异。
本发明通过简单的原位高温一次烧结方法，生成了离子电导率高的复合一体化正极材料，该正极材料内部有快离子导体包覆层、固态电解质双重传输通道，大大提高了锂离子的传输速度，并且正极材料中纳米氧化物的存在增大了正极与固态电解质片的接触，正极材料中快离子导体磷酸锂的存在，还起到了“粘结剂”的作用，增强了正极材料与纳米氧化物的复合。
综上所述，发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固态锂离子电池用复合正极材料，其特征在于：所述材料通过以下方法制备得到，所述方法步骤如下：
步骤一、将磷酸盐水溶液与镍钴锰氢氧化物前驱体进行混合，50-80℃下搅拌直至溶液挥发完全，然后在50-100℃下干燥2-5小时，得到中间产物；其中，镍钴锰氢氧化物前驱体为NixCoyMn(1-x-y)(OH)2，0.6≤x＜1、0＜y＜1，x+y<1；磷酸盐占镍钴锰氢氧化物前驱体质量的1-5％；
步骤二、将所述中间产物、锂源和纳米氧化物混合均匀，得到混合物；其中，所述纳米氧化物为锂镧锆钽氧或锂镧锆氧；中间产物与锂源的摩尔比为1:1.1-1.2，中间产物与纳米氧化物的质量比为1:0.03-0.1；
步骤三、将所述混合物在氧气气氛下，500-800℃煅烧8-15小时，得到一种固态锂离子电池用复合正极材料。
2.如权利要求1所述的一种固态锂离子电池用复合正极材料，其特征在于：步骤一中所述磷酸盐为磷酸氢铵、磷酸二氢铵或磷酸铵。
3.如权利要求1所述的一种固态锂离子电池用复合正极材料，其特征在于：步骤一中所述磷酸盐水溶液的浓度为10-30mg/ml。
4.如权利要求1所述的一种固态锂离子电池用复合正极材料，其特征在于：步骤一中所述镍钴锰氢氧化物前驱体为Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2或Ni0.9Co0.05Mn0.05(OH)2。
5.如权利要求1所述的一种固态锂离子电池用复合正极材料，其特征在于：步骤一中在红外灯照射下进行磁力搅拌。
6.如权利要求1所述的一种固态锂离子电池用复合正极材料，其特征在于：步骤二中所述锂源为氢氧化锂或碳酸锂。
7.如权利要求1所述的一种固态锂离子电池用复合正极材料，其特征在于：步骤二中所述纳米氧化物的粒径为100-800nm。
8.如权利要求1所述的一种固态锂离子电池用复合正极材料，其特征在于：步骤二中所述纳米氧化物的粒径为300-500nm。
9.一种固态锂离子电池，其特征在于：所述电池正极材料采用如权利要求1～8任意一项所述的一种固态锂离子电池用复合正极材料。
10.如权利要求9所述一种固态锂离子电池，其特征在于：所述电池的固态电解质与所述复合正极材料中的纳米氧化物为同种物质。
CN201910808588.6A 2019-08-29 2019-08-29 一种固态锂离子电池用复合正极材料 Active CN110459753B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910808588.6A CN110459753B (zh) 2019-08-29 2019-08-29 一种固态锂离子电池用复合正极材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910808588.6A CN110459753B (zh) 2019-08-29 2019-08-29 一种固态锂离子电池用复合正极材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110459753A true CN110459753A (zh) 2019-11-15
CN110459753B CN110459753B (zh) 2020-12-04

Family

ID=68489815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910808588.6A Active CN110459753B (zh) 2019-08-29 2019-08-29 一种固态锂离子电池用复合正极材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110459753B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112786860A (zh) * 2021-01-25 2021-05-11 上海电气集团股份有限公司 复合正极材料及其制备方法、正极浆料、正极极片与全固态电池
CN113394383A (zh) * 2021-06-11 2021-09-14 中南大学 一种用于硫化物固态电池的正极材料的包覆方法
CN113437273A (zh) * 2021-06-28 2021-09-24 北京理工大学 一种外层具有包覆层的全固态锂离子电池正极材料及其制备方法
CN114361600A (zh) * 2021-12-29 2022-04-15 中南大学 一种改善锂离子电池正极材料与固态电解质界面相容性的方法
CN114899372A (zh) * 2022-05-05 2022-08-12 广东工业大学 一种柔性界面包覆的正极材料及固态电池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104393234A (zh) * 2014-11-21 2015-03-04 海宁美达瑞新材料科技有限公司 一种改性的锂离子电池复合正极材料及其制备方法
CN107017388A (zh) * 2017-02-09 2017-08-04 上海蔚来汽车有限公司 一种用于固态锂离子电池的复合正极材料的制备方法
CN108054378A (zh) * 2017-12-29 2018-05-18 中国科学院物理研究所 具有核壳结构的锂电池复合正极材料及其制备方法
KR20180066694A (ko) * 2016-12-09 2018-06-19 한국생산기술연구원 고출력 특성을 갖는 양극복합소재 및 그를 포함하는 전고체 리튬 이차전지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104393234A (zh) * 2014-11-21 2015-03-04 海宁美达瑞新材料科技有限公司 一种改性的锂离子电池复合正极材料及其制备方法
KR20180066694A (ko) * 2016-12-09 2018-06-19 한국생산기술연구원 고출력 특성을 갖는 양극복합소재 및 그를 포함하는 전고체 리튬 이차전지
CN107017388A (zh) * 2017-02-09 2017-08-04 上海蔚来汽车有限公司 一种用于固态锂离子电池的复合正极材料的制备方法
CN108054378A (zh) * 2017-12-29 2018-05-18 中国科学院物理研究所 具有核壳结构的锂电池复合正极材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QIWEN RAN等: ""Dual functions of gradient phosphate polyanion doping on improving the electrochemical performance of Ni-rich LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 cathode at high cut-off voltage and high temperature"", 《ELECTROCHIMICA ACTA》 *
SHIRO SEKI等: ""Fabrication of High-Voltage, High-Capacity All-Solid-State Lithium Polymer Secondary Batteries by Application of the Polymer Electrolyte/Inorganic Electrolyte Composite Concept"", 《CHEM. MATER.》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112786860A (zh) * 2021-01-25 2021-05-11 上海电气集团股份有限公司 复合正极材料及其制备方法、正极浆料、正极极片与全固态电池
CN112786860B (zh) * 2021-01-25 2021-11-16 上海电气集团股份有限公司 复合正极材料及其制备方法、正极浆料、正极极片与全固态电池
CN113394383A (zh) * 2021-06-11 2021-09-14 中南大学 一种用于硫化物固态电池的正极材料的包覆方法
CN113394383B (zh) * 2021-06-11 2024-05-14 湖南恩捷前沿新材料科技有限公司 一种用于硫化物固态电池的正极材料的包覆方法
CN113437273A (zh) * 2021-06-28 2021-09-24 北京理工大学 一种外层具有包覆层的全固态锂离子电池正极材料及其制备方法
CN114361600A (zh) * 2021-12-29 2022-04-15 中南大学 一种改善锂离子电池正极材料与固态电解质界面相容性的方法
CN114899372A (zh) * 2022-05-05 2022-08-12 广东工业大学 一种柔性界面包覆的正极材料及固态电池
CN114899372B (zh) * 2022-05-05 2024-01-16 广东工业大学 一种柔性界面包覆的正极材料及固态电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN110459753B (zh) 2020-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. Synchronous Tailoring Surface Structure and Chemical Composition of Li‐Rich–Layered Oxide for High‐Energy Lithium‐Ion Batteries
Zheng et al. Effect of calcination temperature on the electrochemical properties of nickel-rich LiNi0. 76Mn0. 14Co0. 10O2 cathodes for lithium-ion batteries
Zhang et al. Surface-coated LiNi0. 8Co0. 1Mn0. 1O2 (NCM811) cathode materials by Al2O3, ZrO2, and Li2O-2B2O3 thin-layers for improving the performance of lithium ion batteries
CN110459753A (zh) 一种固态锂离子电池用复合正极材料
CN107910529A (zh) 一种锰基金属有机框架化合物包覆的锂离子电池三元正极材料及其制备方法
CN108390022A (zh) 碳-金属氧化物复合包覆的锂电池三元正极材料、其制备方法及锂电池
CN108448055A (zh) 锂离子电池正极材料及其制备方法
CN108807926A (zh) 一种Co/B共包覆镍钴锰锂离子正极材料及其制备方法
Tong et al. A novel core-shell structured nickel-rich layered cathode material for high-energy lithium-ion batteries
CN106450276B (zh) 锂离子电池电极改性材料、其制备方法及锂离子电池
Guo et al. TiO 2 (B) nanofiber bundles as a high performance anode for a Li-ion battery
Zhu et al. Enhanced electrochemical performance of LiNi0. 8Co0. 1Mn0. 1O2 via titanium and boron co-doping
CN107910532A (zh) 一种石墨烯包覆镍钴锰酸锂复合材料的制备方法
CN102315440A (zh) 一种尖晶石复合材料及其制备方法和用途
Guo et al. Enhancing cycling stability in Li-rich Mn-based cathode materials by solid-liquid-gas integrated interface engineering
CN104733730A (zh) 一种锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池
CN107425190A (zh) 一种磷酸钒钠复合电极材料及其制备方法和应用
CN108269980A (zh) 一种制备高性能三氧化二铁/铁酸锌复合电极材料的方法
CN105118986A (zh) 高性能锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法
Xi et al. Layered Li 2 MnO 3· 3LiNi 0.5− x Mn 0.5− x Co 2x O 2 microspheres with Mn-rich cores as high performance cathode materials for lithium ion batteries
Ye et al. NiCo2O4 surface coating Li [Ni0. 03Mn1. 97] O4 micro-/nano-spheres as cathode material for high-performance lithium ion battery
Islam et al. A high voltage Li-ion full-cell battery with MnCo2O4/LiCoPO4 electrodes
Qiu et al. Electrochemical investigation of Li-excess layered oxide cathode materials/mesocarbon microbead in 18650 batteries
Chu et al. Simultaneous B/W dual coating on ultra-high nickel single crystal cathode material for lithium-ion batteries
CN109742346A (zh) Si/Al共包覆镍钴锰锂离子电池正极材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant