专利名称：锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及ー种锂离子电池正极材料，特别是ー种具有锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料及其制备方法。
背景技术：
电动汽车、动カ电池的发展对锂离子电池正极材料提出了更高的要求如高能量密度、高安全性、好的倍率性能、较宽的温度使用范围等。目前常用的正极材料，如钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元系(LiMn1/3Co1/3Ni1/302)、磷酸铁锂(LiFePO4)等都不能完全满足动力电池的需求。钴酸锂材料的比容量相对较高，循环和低温性能好，但价格高，且安全性不好；锰酸锂材料成本低，倍率性能好，但是其高温循环与储存性能差，而且能量密度偏低；三元材料能量密度高，价格相对较低，但同样也存在安全隐患；磷酸铁锂材料安全性 能好，但能量密度较低，而且低温性能较差。近年来，以Li2MnO3为稳定相的复合层状正极材料XLi2MnO3- (l_x) LiMO2(其中M=Mn、Ni、Co等)的研究较多，该材料具有结构稳定、比容量较高，而且锰资源丰富，价格低廉且环境友好的优点。但在实际的应用中，由于其电导率较低，导致材料的循环寿命差，容量衰减快，倍率性能不好，无法在电池，特别是动カ电池中使用。因此，迫切需要寻找ー种改性复合层状XLi2MnCV (I-X)LiMO2化合物的新方法，使其具有较高的放电比容量和充放电效率、较好的循环性能、倍率充放电性能以及温度适配性，以满足动カ电池的性能要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了ー种比容量高，倍率性能好，循环稳定，温度适配性强的新型锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。本发明解决的另一个技术问题是提供了ー种操作简单、易于控制的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法。本发明的技术方案为一种锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于该锂离子电池正极材料是由稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料XLi2MO3-(I-X)LiN1^yRyO2和锂快离子导体形成的复合材料，稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料 XLi2MO3. (1-x) LiUO2 中 M = Mn (锰)、Ti (钛)或 Sn (锡)，N=Mn (锰)、Ni(镍)、Co (钴)、Fe (铁)、Cr (铬)、V (钒)或 Mo (钥)，R = Sc (钪)、Y (钇)、Pr (镨)、Nd (钕)、La (镧)、Ce (铈)、Sm (钐)、Yb (镱)、Eu (铕)、Gd (钆)中的ー种或多种，其中0 < x < 1，
0< y < 0. 2，锂快离子导体和稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料XLi2MCV (1-x)LiNhRyO2的复合方式可以是锂快离子导体包覆在稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料XLi2MCV (1-x) LiN1^yRyO2的表面，或者是锂快离子导体与稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料XLi2MCV (1-x) LiNhRyO2形成的固溶体，或者是锂快离子导体与稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料XLi2MCV (1-x) LiN1^yRyO2的物理混合，或者是上述三种复合方式中任意几种的联合使用，其中锂快离子导体和稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料 XLi2MO3. (1-x)LityRyO2 的摩尔比为 n :l，n 的范围为0〈n ( 0. 15。本发明所述的锂快离子导体可以是钙钛矿型锂快离子导体、Nasicon型锂快离子导体、Lisicon型锂快离子导体或Garnet型锂快离子导体。本发明所述的钙钛矿型锂快离子导体可以是Laa57Lia3Ti03、La0. 475L10.475Sr0.05fiC^、La0. 56li0.258Ti02.928卩0.072 或 Sr0.5La0. 05li0. 35ili0. 5ia0.503。本发明所述的Nasicon型锂快离子导体可以是LUna Ji1.ボル、Lii. 3^1o. 3T11.7P3O12 或 Li12Sc0 2Zr0 2Ti1 6 P3O12。本发明所述的Lisicon型锂快离子导体可以是Li3.25GeQ.25PQ.75S4。本发明所述的Garnet型锂快离子导体可以为Li5La3M2012(M=Ta、Nb)或Li6ALa2M2O12(A=Ca、Sr、Ba, M=Ta> Nb)。 本发明所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤
(1)按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比称取所需原料加入球磨罐中，再加入事先配好的质量浓度为10%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液和水，其中PAM的分子量为200万 2000万，聚丙烯酰胺溶液的加入量为所称取的所有原料总质量的29^20% ；
(2)上述物料在球磨罐中球磨0.5飞小时混合成均匀的浆料；
(3)上述浆料置于干燥箱中在8(T15(TC干燥或置于微波炉中高火加热5 10分钟，得到蓬松的前驱体，再在富氧或空气气氛中75(T950°C烧结5 15小吋，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。本发明所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤
(1)按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比称取制备稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料所需的原料，加入球磨罐中，再加入事先配好的质量浓度为10%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液和水，其中PAM的分子量为200万 2000万，聚丙烯酰胺溶液的加入量为所称取的所有原料总质量的29^20% ；
(2)上述物料在球磨罐中球磨0.5飞小时混合成均匀的浆料；
(3)上述浆料置于干燥箱中在8(T15(TC干燥或置于微波炉中高火加热5 10分钟，得到蓬松的前驱体，再在富氧或空气气氛中75(T950°C烧结5 15小吋，即可得到稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料；
(4)按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比称取制备锂快离子导体所需要的原料，加水制成均匀的溶液或悬浮液，再加入上述第⑶步中制备的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和有机物柠檬酸或草酸于100°C温度下剧烈搅拌，其中添加有机物的物质的量是目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料中所有金属离子物质的量的广2倍，使水分蒸发至形成粘稠的胶体，把胶体在400°C加热形成前躯体，再在富氧或空气气氛中75(T850°C烧结5 12小吋，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。本发明所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比分别称取制备稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体所需原料，分别加入球磨罐中，再加入事先配好的质量浓度为10%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液和水，其中PAM的分子量为200万 2000万,聚丙烯酰胺溶液的加入量为所称取的所有原料总质量的2% 20% ；
(2)上述物料分别在球磨罐中球磨0.5飞小时混合成均匀的浆料；
(3)上述浆料分别置于干燥箱中在80 150°C干燥或置于微波炉中高火加热5 10分钟，得到蓬松的前驱体，再在富氧或空气气氛中75(T950°C烧结5 15小吋，即可分别得到稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料；
(4)把上述制备好的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料按照所要制备的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的化学计量比分别称取后加入球磨罐中，球磨0. 5飞小时混合均匀即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。或者把上述步骤⑶制备好的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和 锂快离子导体材料按照所要制备的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的化学计量比分别称取后加入球磨罐中，加入水或こ醇作为分散剂，球磨0. 5飞小时混合成均匀浆料，该浆料置于干燥箱中在80 150°C干燥或置于微波炉中高火加热5 10分钟，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。本发明所述的球磨罐可以为玛瑙球磨罐、聚氨酯球磨罐、不锈钢球磨罐或刚玉球磨罐，磨介对应于球磨罐分别为的玛瑙球、氧化锆球、不锈钢球、氧化铝球。本发明的合成方法中浆料的干燥方式为干燥箱中干燥或微波加热干燥，干燥箱中干燥温度为8(T15(TC，微波干燥时间为高火5 10分钟，最終样品在马弗炉中的烧结气氛为空气或氧气，烧结温度为750、50で，保温时间为5 15小时，样品的冷却方式是随炉降温或猝冷。本发明的优点在于
⑴本发明所得的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的颗粒具有亚微米级粒径；
⑵本发明通过在锂离子电池正极材料中掺入特定的稀土金属离子，改善了锂离子电池正极材料的导电性能，通过锂快离子导体相与锂离子电池正极材料的复合，改善了锂离子电池正极材料的离子传输和表面特性，改性后的正极材料的放电比容量高，倍率性能和循环稳定性好，高低温性能兼容，能够满足动カ锂离子电池的性能要求；
⑶材料的合成方法综合了固相反应和软化学法的优点，采用聚丙烯酰胺(PAM)为模板齐U，利用其所形成的高分子网络对金属离子的络合锚固作用，使原料的混合充分均匀，同时限制材料的成核方式，从而达到调控粒径的目的，煅烧过程中产生的气体能够有效地防止材料颗粒的团聚。
图I是本发明实施例I所制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的扫描电镜图。
具体实施例方式以下结合一些具体的实施方式，进ー步说明本发明。实施例I
按照所得锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料成分为0 98Li2Mn03-0. 02LiV0.98Sm0.01Yb0.0102 *0. I La。. 57LiQ. 3Ti03 的化学计量比称取原料，将所有原料加入玛瑙球磨罐(玛瑙球)中混合均匀后，加入质量浓度为10%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液，其中,PAM的分子量为600万，聚丙烯酰胺溶液的质量占称取原料总质量的15%，加水球磨0. 5小时后得到糊状浆料；80°C温度下空气气氛下充分干燥后，将其粉碎，再在空气气氛下程序升温至950°C，保温5小吋，随炉降温后，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料。实施例2
按照稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料成分为0. ILi2TiO3-O. 9LiMn0.6Fe0.29CoI1NdacilO2的化学计量比和锂快离子导体成分为Laa 475Lia 475Sratl5TiO3的化学计量比分别称取原料，然后分别把原料加入聚氨酯球磨罐(氧化锆球)中混合均匀后，加入质量浓度为10%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液，其中，PAM的分子量为200万，聚丙烯酰胺溶液的质量占称取原料总质量的20%，加水球磨4小时后得到糊状浆料；150°C温度下空气气氛充分干燥后，将其粉碎，空气气氛下程序升温至900°C，保温8小时，随炉降温后，分别得到所需的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料；然后，按照稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料以摩尔比为I :0. 05进行配料，再次加入球磨罐中，加入分散剂水或こ醇，球磨2小时后，得到糊状浆料；100°C温度下空气气氛充分干燥后，将其粉碎，即可得目标产物锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料。实施例3
按照稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料0. 4Li2Mn03-0. SLiNici 5Crci 3Latl lCeaIO2的化学计量比称取原料，把原料加入不锈钢球磨罐(不锈钢球)中混合均匀后，加入质量浓度为10%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液，其中，PAM的分子量为2000万，聚丙烯酰胺溶液的质量占所称取原料总质量的2%，加水球磨6小时后得到糊状浆料；100°C温度下空气气氛下充分干燥后，将其粉碎，富氧气氛下程序升温至800°C，保温10 h，猝冷后，得到所需的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料；按照锂快离子导体成分为LiuIna4TiuP3O12的化学计量比，稀土元素掺杂复合层状锂离子正极材料和锂快离子导体材料摩尔为I :0. 08称取制备锂快离子导体所需要的原料，加水制成均匀的溶液或悬浮液，再加入上述制备的稀土掺杂复合层状锂离子电池正极材料和有机物柠檬酸，其中添加柠檬酸的物质的量是目标产物锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料中所有金属离子物质的量的2倍，100で温度下剧烈搅拌，使水分蒸发至形成粘稠的胶体，把胶体在400で加热形成前躯体，再在富氧气氛中750°C温度下烧结6小时，猝冷后，即可得目标产物锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料。实施例4
按照所得锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料成分为0. 3Li2Mn03-0. 7LiNi0.9Gd0.05Y0.04Sc0.0102 0. ILi5La3Nb2O12 的化学计量比称取原料，将所有原、料加入刚玉球磨罐(氧化铝球)中混合均匀后，加入质量浓度为10%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液，其中，PAM的分子量为1000万，聚丙烯酰胺溶液的质量占所称取原料总质量的10%，加水球磨3小时后得到糊状浆料；把浆料置于微波炉中高火加热5分钟，再在空气气氛下程序升温至900°C，保温15小吋，随炉降温后，即可得到锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料；再按照锂快离子导体成分为Li5La3Nb2O12的化学计量比及上述制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂锂离子电池正极材料与锂快离子导体材料摩尔为I :0. 05称取制备锂快离子导体所需要的原料，加水制成均匀的溶液或悬浮液，再加入上述制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和有机物草酸，其中添加草酸的物质的量是最终目标产物锂快离子导体修饰的锂离子电池正极材料中所有金属离子物质的量的I倍，100°C温度下剧烈搅拌，使水分蒸发至形成粘稠的胶体，把胶体在400で温度下加热形成前躯体，空气气氛中850°C烧结12小吋，随炉降温后，即可得目标产物锂快离子导体修饰的锂离子电池正极材料。实施例5
按照成分为0. OlLi2SnO3-O. 99LiNi0.6Mo0.36Eu0.02Pr0.02O2的稀土元素掺杂复合层状锂离 子电池正极材料的化学计量比和锂快离子导体成分为Li125Gea25Pa75S4的化学计量比分别称取原料，分别把原料加入聚氨酯球磨罐(氧化锆球)中混合均匀后，加入质量浓度为10%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液，其中，PAM的分子量为1200万，聚丙烯酰胺溶液的质量占所称取原料总质量的8%，加水球磨4小时后得到糊状浆料；把浆料置于微波炉中高火加热10分钟，再在空气气氛下程序升温至750°C，保温15小时，随炉降温后，分别得到所需的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料；然后，按照稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料摩尔比为I :0. 01进行配料，再次加入球磨罐中，球磨2小吋，即可得目标产物产物锂快离子导体修饰的锂离子电池正极材料。本发明同样适用于锂离子电池正极材料与其它具有较高锂离子导电性的快离子导体复合，如钙钛矿型锂快离子导体 Laa56Lia 258TiO2J28Fa 072' Sra5Laatl5Lia35Tia5Taa5O3,Nasicon 型锂快离子导体 Lih3Ala3Tih7P3O1^ Li12Sc0 2Zr0 2Ti16P3O12, Garnet 型锂快离子导体 Li5La3Ta2O12' Li6ALa2M2O12 (A=Ca、Sr、Ba, M=Ta> Nb)。以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。将实施例f 5所制得的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料装成CR2016型扣式电池，测试其充放电容量和循环性能。电极中各材料的质量比为活性物质导电炭黑聚偏氟こ烯=85:10:5，采用Cellgard2400隔膜，对电极为金属锂片，电解液为I mol / L的LiPF6-EC+DEC(l: I)，测试电压范围为2. OV 4. 6V，测试仪器为Arbin BT2000型电池测试系统。各实验电池在0. 2C、1C倍率下得首次放电比容量和循环50次后的放电比容量如下表
表I实施例r5中样品的充放电测试结果
权利要求
1.一种锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于该锂离子电池正极材料是由稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi2M03· (I-X)LiN1^yRyO2和锂快离子导体形成的复合材料，稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi2M03· (I-X)LiN1^yRyO2中 M = Mn (锰)、Ti (钛)或 Sn (锡)，N=Mn (锰)、Ni (镍)、Co (钴)、Fe (铁)、Cr (铬)、V(钒)或 Mo (钥)，R = Sc (钪)、Y (钇)、Pr (镨)、Nd (钕)、La (镧)、Ce (铈)、Sm (钐)、Yb(镱)、Eu (铕)、Gd (钆)中的一种或多种，其中0<x<l，0<y<0. 2，锂快离子导体和稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi2M03· (I-X)LiN1^yRyO2的复合方式可以是锂快离子导体包覆在稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi2M03· (I-X)LiN1^yRyO2的表面，或者是锂快离子导体与稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料XLi2M03· (1-x)LiN1^yRyO2形成的固溶体，或者是锂快离子导体与稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi2M03· (I-X)LiN1^yRyO2的物理混合,或者是上述三种复合方式中的任意几种的联合使用，其中锂快离子导体和稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的摩尔比为η :l，n的范围为0<n彡O. 15。
2.根据权利要求I所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于所述的锂快离子导体可以是I丐钛矿型锂快离子导体、Nasicon型锂快离子导体、Lisicon型锂快离子导体或Garnet型锂快离子导体。
3.根据权利要求2所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于所述的I丐钛矿型锂快离子导体可以是LaQ.57LiQ.3Ti03、La0.475Li0.475Sr0.05Ti03>LaO. 56^ ο. 258^102. 928^0. 072 Sfa5La1105Lia35Tia5Ta115O30
4.根据权利要求2所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于所述的Nasicon型锂快离子导体可以是Li^4Ina Ji1.6P3012、Lih3Ala3Ti^7P3O12或T i Sr 7r Ti P Oj^1I. 2OL/0. 2^1 O. 2 1 1I. 6 r3w12°
5.根据权利要求2所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于所述的Lisicon型锂快离子导体可以是Li3.25GeQ.25PQ.75S4。
6.根据权利要求2所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，其特征在于所述的 Garnet 型锂快离子导体可以为 Li5La3M2O12 (M=Ta、Nb)或 Li6ALa2M2O12 (A=Ca、Sr、Ba, M=Ta>Nb)。
7.—种权利要求I所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤(I)按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比称取所需原料加入球磨罐中，再加入事先配好的质量浓度为10%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液和水，其中PAM的分子量为200万 2000万，聚丙烯酰胺溶液的加入量为所称取的所有原料总质量的2°/Γ20% ；(2)上述物料在球磨罐中球磨O. 5飞小时混合成均匀的浆料；(3)上述浆料置于干燥箱中在80 150°C干燥或置于微波炉中高火加热5 10分钟，得到蓬松的前驱体，再在富氧或空气气氛中75(T950°C烧结5 15小时，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。
8.—种权利要求I所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比称取制备稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料所需的原料，加入球磨罐中，再加入事先配好的质量浓度为10%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液和水，其中PAM的分子量为200万 2000万,聚丙烯酰胺溶液的加入量为所称取的所有原料总质量的2°/Γ20% ；(2)上述物料在球磨罐中球磨O. 5飞小时混合成均匀的浆料；(3)上述浆料置于干燥箱中在80 150°C干燥或置于微波炉中高火加热5 10分钟，得到蓬松的前驱体，再在富氧或空气气氛中75(T950°C烧结5 15小时，即可得到稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料；(4)按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比称取制备锂快离子导体所需要的原料，加水制成均匀的溶液或悬浮液，再加入上述第⑶步中制备的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和有机物柠檬酸或草酸于100°C温度下剧烈搅拌，其中添加有机物的物质的量是目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料中所有金属离子物质的量的广2倍，使水分蒸发至形成粘稠的胶体，把胶体在400°C加热形成前躯体，再在富氧或空气气氛中75(T850°C烧结5^12小时，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。
9.一种权利要求I所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)按照所要制备的锂快离子导体相修饰的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的化学计量比分别称取制备稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体所需原料，分别加入球磨罐中，再加入事先配好的质量浓度为10%的聚丙烯酰胺(PAM)溶液和水，其中PAM的分子量为200万 2000万，聚丙烯酰胺溶液的加入量为所称取的所有原料总质量的29Γ20% ；(2)上述物料分别在球磨罐中球磨O. 5飞小时混合成均匀的浆料；(3)上述浆料分别置于干燥箱中在8(T15(TC干燥或置于微波炉中高火加热5 10分钟，得到蓬松的前驱体，再在富氧或空气气氛中75(T950°C烧结5 15小时，即可分别得到稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料；(4)把上述制备好的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料按照所要制备的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的化学计量比分别称取后加入球磨罐中，球磨O. 5飞小时混合均匀即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料；另外也可以把上述制备好的稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料和锂快离子导体材料按照所要制备的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的化学计量比分别称取后加入球磨罐中，加入水或乙醇作为分散剂，球磨O. 5飞小时混合成均匀浆料，该浆料置于干燥箱中在8(T15(TC干燥或置于微波炉中高火加热5 10分钟，即可得到目标产物锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料。
10.根据权利要求7、8、9所述的锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于所述的球磨罐可以为玛瑙球磨罐、聚氨酯球磨罐、不锈钢球磨罐或刚玉球磨罐，磨介对应于球磨罐分别为玛瑙球、氧化锆球、不锈钢球、氧化铝球。
全文摘要
本发明公开了一种锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料及其制备方法。本发明的技术方案要点为一种锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料，是由稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料xLi2MO3 (1-x)LiN1-yRyO2(其中M=Mn、Ti、Sn，N=Mn、Ni、Co、Fe、Cr、V、Mo，R=Sc、Y、Pr、Nd、La、Ce、Sm、Yb、Eu、Gd中的一种或多种，其中0＜x＜1，0＜y＜0.2)和锂快离子导体形成的复合材料，其中锂快离子导体和稀土元素掺杂复合层状锂离子电池正极材料的摩尔比为n1，n的范围为0<n≤0.15。本发明还公开了锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料的制备方法。本发明锂快离子导体相修饰的锂离子电池正极材料比容量高，倍率性能好，循环稳定，温度适配性强。
文档编号H01M4/62GK102760884SQ20121025281
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月20日 优先权日2012年7月20日
发明者尹艳红, 岳红云, 张会双, 曹朝霞, 杨书廷 申请人:河南师范大学