本发明专利技术公开复合锂离子电池正极材料及其制备方法与锂离子电池，包括步骤：按照Ni:Co:Mn摩尔比为X:Y:Z配制成溶液，共沉淀制备前驱体氧化物，其中，X+Y+Z=1；配制Li源和前驱体氧化物；上述物料混合均匀后，在高温下烧结，得到富锂三元材料；富锂三元材料与MnO2按照一定摩尔配比配制，并在溶剂中混合均匀，干燥后研磨均匀，得到混合粉体；将上述混合粉体在高温下烧结；随炉冷却，即得复合锂离子电池正极材料。本发明专利技术的三元材料与锰酸锂的复合体系，有效改善了材料复合的接触界面，更好的发挥复合材料的协同作用，提高锂离子电池的安全性以及电化学性能，同时降低材料成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种复合锂离子电池正极材料及其制备方法与锂离子电池。
技术介绍
目前动力锂离子电池的主流正极材料为镍钴锰酸锂三元材料、磷酸铁锂等，三元材料动力锂离子电池与磷酸铁锂动力锂离子电池相比，有它自身的优势，其能量密度高，循环性能好；而且因为单位质量带电量高，整车重量下降，续航里程也就相应提高了。但三元材料热稳定性较差，在200℃左右的外界温度下，就会分解并释放出氧气，与电池里的可燃的电解液、碳材料一起，产生的热量会进一步加剧正极的分解，造成“热失控”，在极短的时间内就会爆燃，存在较大的安全风险。在安全与性能的取舍上，现有技术多使用混合材料体系，以平衡锂离子电池的安全与性能，常用的是将三元材料与磷酸铁锂、锰酸锂按照质量比例配成混合材料体系，但这种物理性的混合对材料的性能改善有限。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种复合锂离子电池正极材料及其制备方法与锂离子电池，旨在解决现有三元材料与磷酸铁锂、锰酸锂配成的混合材料体系，对材料的性能改善有限的问题。本专利技术的技术方案如下：一种复合锂离子电池正极材料的制备方法，其中，包括步骤：A、按照Ni:Co:Mn摩尔比为X:Y:Z配制成溶液，然后在碱性条件下共沉淀制备前驱体氧化物，其中，X+Y+Z=1；按照1:1<MLi：（MNi+MCo+MMn）≤2:1的配比配制Li源和前驱体氧化物，其中，M为摩尔数；B、上述物料混合均匀后，600～700℃温度下烧结6～8h，得到富锂三元材料；C、将富锂三元材料与MnO2按照一定摩尔配比配制，其中MnO2的摩尔数为2n，n=MLi-（MNi+MCo+MMn），0<n≤1，并在溶剂中混合均匀，干燥后研磨均匀，得到混合粉体；D、将上述混合粉体在750～850℃温度下烧结8～15h；E、随炉冷却，即得复合锂离子电池正极材料LiNiXCoYMnZO2/nLiMn2O4，其中，X+Y+Z=1；0<n≤1。所述的复合锂离子电池正极材料的制备方法，其中，步骤A中，所述Ni:Co:Mn摩尔比为X:Y:Z=1:1:1、X:Y:Z=8:1:1、X:Y:Z=5:2:3中的一种。所述的复合锂离子电池正极材料的制备方法，其中，步骤A中，碱性条件指pH值在10～12之间。所述的复合锂离子电池正极材料的制备方法，其中，步骤A中，所述Li源为碳酸锂、氢氧化锂中的一种。所述的复合锂离子电池正极材料的制备方法，其中，步骤A中，MLi：（MNi+MCo+MMn）=1.3:1。所述的复合锂离子电池正极材料的制备方法，其中，步骤B中，650℃温度下烧结7h。所述的复合锂离子电池正极材料的制备方法，其中，步骤C中，n=0.3。一种复合锂离子电池正极材料，其中，采用如上任一所述的复合锂离子电池正极材料的制备方法制备而成；所述复合锂离子电池正极材料为LiNiXCoYMnZO2/nLiMn2O4，其中，X+Y+Z=1；0<n≤1。一种锂离子电池，其中，包括正极、负极和电解液，所述正极采用如上所述复合锂离子电池正极材料、粘结剂和导电剂制备而成。所述的锂离子电池，其中，所述复合锂离子电池正极材料、粘结剂和导电剂的质量比例为85-95:2-10:2-10。有益效果：本专利技术的三元材料与锰酸锂的复合体系，有效改善了材料复合的接触界面，更好的发挥复合材料的协同作用，提高锂离子电池的安全性以及电化学性能，同时降低材料成本。具体实施方式本专利技术提供一种复合锂离子电池正极材料及其制备方法与锂离子电池，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术的一种复合锂离子电池正极材料的制备方法较佳实施例，其中，包括步骤：A、按照Ni:Co:Mn摩尔比为X:Y:Z配制成溶液，然后在碱性条件下共沉淀制备前驱体氧化物，其中，X+Y+Z=1；按照1:1<MLi：（MNi+MCo+MMn）≤2:1的配比配制Li源和前驱体氧化物，其中，M为摩尔数；上述步骤A具体为，按照Ni:Co:Mn摩尔比为X:Y:Z配制成溶液，然后在碱性条件下共沉淀制备前驱体氧化物，其中，X+Y+Z=1；接着按照1:1<MLi：（MNi+MCo+MMn）≤2:1的配比配制Li源和前驱体氧化物，其中，M为摩尔数。步骤A中，所述Ni:Co:Mn摩尔比为X:Y:Z=1:1:1、X:Y:Z=8:1:1、X:Y:Z=5:2:3中的一种。优选地，X:Y:Z=5:2:3。所述碱性条件指pH值在10～12之间。优选地，所述pH值为11。所述锂源可以为但不限于碳酸锂、氢氧化锂中的一种。优选地，所述锂源为氢氧化锂。优选地，所述MLi：（MNi+MCo+MMn）=1.3:1。B、上述物料混合均匀后，600～700℃温度下烧结6～8h，得到富锂三元材料；优选地，650℃温度下烧结7h。C、将富锂三元材料与MnO2按照一定摩尔配比配制，其中MnO2的摩尔数为2n，n=MLi-（MNi+MCo+MMn），0<n≤1，并在溶剂（如乙醇）中混合均匀，干燥后研磨均匀，得到混合粉体；优选地，n=0.3。D、将上述混合粉体在750～850℃温度下烧结8～15h；上述步骤D具体为，将上述混合粉体装入刚玉舟内，在750～850℃高温下烧结8～15h。优选的烧结条件为780℃高温烧结12h。E、随炉冷却，即得复合锂离子电池正极材料LiNiXCoYMnZO2/nLiMn2O4，其中，X+Y+Z=1；0<n≤1。由于三元正极材料的安全性能差，在动力电池领域的应用有所受限。本专利技术通过界面接续生长的方式，制备了三元材料与锰酸锂的复合体系，有效改善了材料复合的接触界面，更好的发挥复合材料的协同作用，提高锂离子电池的安全性以及电化学性能，同时降低材料成本。本专利技术的一种复合锂离子电池正极材料，其中，采用如上任一所述的复合锂离子电池正极材料的制备方法制备而成；所述复合锂离子电池正极材料为LiNiXCoYMnZO2/nLiMn2O4，其中，X+Y+Z=1；0<n≤1，优选地，n值为0.3。本专利技术的一种锂离子电池，其中，包括正极、负极和电解液，所述正极采用如上所述复合锂离子电池正极材料、粘结剂和导电剂制备而成。所述复合锂离子电池正极材料、粘结剂和导电剂的质量比例为85-95:2-10:2-10，优选的质量比例为93:3:4。优选地，所述粘结剂可以为PVDF，所述导电剂可以为乙炔黑。本专利技术正极的制备步骤如下：将复合锂离子电池正极材料、粘结剂（如PVDF）和导电剂（如乙炔黑）按质量比例85-95:2-10:2-10在溶剂（如N-甲基吡咯烷酮）中充分混合均匀，将混合均匀后所得浆料涂于铝箔上，120℃真空干燥除去溶剂和水分，将极片截成圆形电极作为正极（即工作电极）。本专利技术锂离子电池的制备步骤如下：在充满氩气的手套箱中，以金属锂片作为对电极，Celgard2400为隔膜，1mol/L的LiPF6/EC-EMC-DMC（体积比为1:1:1）为电解液，组装成扣式电池，静置4-10h（如8h）；在3.0～4.8V电压范围内，进行电化学性能测试。与现有技术相比，本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：A、按照Ni:Co:Mn摩尔比为X:Y:Z配制成溶液，然后在碱性条件下共沉淀制备前驱体氧化物，其中，X+Y+Z=1；按照1:1<MLi：（MNi+ MCo+ MMn）≤2:1的配比配制Li源和前驱体氧化物，其中，M为摩尔数；B、上述物料混合均匀后，600～700℃温度下烧结6～8h，得到富锂三元材料；C、将富锂三元材料与MnO2按照一定摩尔配比配制，其中MnO2的摩尔数为2n，n= MLi ‑（MNi+ MCo+ MMn），0<n≤1，并在溶剂中混合均匀，干燥后研磨均匀，得到混合粉体；D、将上述混合粉体在750～850℃温度下烧结8～15h；E、随炉冷却，即得复合锂离子电池正极材料LiNiXCoYMnZO2/nLiMn2O4，其中，X+Y+Z=1；0<n≤1。
【技术特征摘要】
1.一种复合锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：A、按照Ni:Co:Mn摩尔比为X:Y:Z配制成溶液，然后在碱性条件下共沉淀制备前驱体氧化物，其中，X+Y+Z=1；按照1:1<MLi：（MNi+MCo+MMn）≤2:1的配比配制Li源和前驱体氧化物，其中，M为摩尔数；B、上述物料混合均匀后，600～700℃温度下烧结6～8h，得到富锂三元材料；C、将富锂三元材料与MnO2按照一定摩尔配比配制，其中MnO2的摩尔数为2n，n=MLi-（MNi+MCo+MMn），0<n≤1，并在溶剂中混合均匀，干燥后研磨均匀，得到混合粉体；D、将上述混合粉体在750～850℃温度下烧结8～15h；E、随炉冷却，即得复合锂离子电池正极材料LiNiXCoYMnZO2/nLiMn2O4，其中，X+Y+Z=1；0<n≤1。2.根据权利要求1所述的复合锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述Ni:Co:Mn摩尔比为X:Y:Z=1:1:1、X:Y:Z=8:1:1、X:Y:Z=5:2:3中的一种。3.根据权利要求1所述的复合锂离子电池正极材料的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘立君，宋翠环，
申请(专利权)人：深圳市鑫永丰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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