锂离子动力电池用硅酸盐正极材料及其制备方法、锂离子动力电池

摘要

本发明公开了一种锂离子动力电池用硅酸盐正极材料及其制备方法、锂离子动力电池，要解决的技术问题是提高正极材料的导电性能、循环寿命。本发明的正极材料，以LinMSiO4为基体，基体外包覆有碳材料微粒层，厚度在0.5～50nm之间。其制备方法包括：将锂、过渡金属元素、硅和碳制成前驱体浆料，静置、超细磨、再静置、干燥、热处理、融合处理。本发明的锂离子动力电池，正极材料以LinMSiO4为基体，基体外包覆有碳材料微粒层，厚度在0.5～50nm之间。本发明与现有技术相比，正极材料具有堆积密度高、体积比容量高、电池加工性能好的优点，用该材料作正极材料制作的动力电池具有较高的安全性能、倍率性能、循环性能。

主权项

一种锂离子动力电池用硅酸盐正极材料，其特征在于：所述锂离子动力电池用硅酸盐正极材料的通式为LinMSiO4/Cx，以LinMSiO4为基体，基体外包覆有碳材料微粒层，基体与碳材料微粒层组合成复合颗粒，其中1.9≤n≤2.1，M为过渡金属元素钴、锰、镍、铁、钒或钛，0＜x≤2，C由碳或碳源化合物分解生成；所述基体的平均粒径在0.1～30.0μm之间，碳材料微粒层的厚度在0.5～50nm之间；所述复合颗粒具有球形、长短轴比为5～30的近似球形、菱形、锥形、片状、层状或块状的微观特征，比表面积为0.2～30m2/g；所述碳源化合物为呋喃树脂、脲醛树脂、密胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡胶，纤维素、葡萄糖、煤沥青和石油沥青中的一种以上；所述锂离子动力电池用硅酸盐正极材料的理论比容量＞200mAh/g；所述锂离子动力电池用硅酸盐正极材料采用以下方法制备得到，包括以下步骤：一、将锂源化合物中的锂：过渡金属元素：硅源化合物中的硅按摩尔比1.9～2.1∶1∶1混合，同时加入碳或碳源化合物，硅元素与碳或碳源化合物分解生成碳的摩尔比1∶大于0至2，形成原料混合物；二、将原料混合物分散于水、乙醇或丙酮溶剂中，固体与溶剂的质量比为1～1.5∶1，转速100～500r/min，研磨分散2～20小时，形成前驱体浆料；三、将前驱体浆料置入储罐静置0.5～4h，再通过超细磨，转速500～2000r/min，时间1～4h，进入另一个储罐静置0.5～2h，干燥机干燥处理，然后在100～200℃条件下气相干燥，得到分散粉体；四、将分散粉体以1～15℃/min的升温速度，在600～900℃的温度范围内热处理4～40小时，然后自然冷却至150℃以下；五、机械融合处理，转速500～800r/min，时间15～300分钟，得到锂离子动力电池硅酸盐正极材料。