包覆改性的镍基正极活性材料锂二次电池.doc

包覆改性的镍基正极活性材料锂二次电池 发明人：林云青、陈泽伟、曾鹏程 深圳市比克电池有限公司 摘要 本发明公开一种非水电解质锂二次电池，它以石墨碳材料为负极活性物质，以锂离子可逆“嵌入/迁出”的含锂复合氧化物为正极活性材料，以六氟磷酸锂（LiPF6）溶于环状碳酸酯和链状碳酸酯混合溶剂中的电解质溶液为电解质，其特征是，上述正极活性材料为表面包覆改性的LiNi1-x-y-zCoxAlyMnZO2 (式中x,y,z分别满足0x0.4;0≤y≤0.3;0≤z0.5)。上述正极活性物质粉的表面涂覆方法特征是以相应氧化物或超离子导电玻璃的化合物溶液（A液）和协助涂覆溶液（B液）混合涂覆或分别两次涂覆，B液在水溶液涂覆场合，为分子量适中的水溶性聚合物。以纳米尺寸（35μm）的导电碳黑作正极片的导电剂，本发明电池放电性能更好。 权 利 要 求 书 1.非水电解质二次电池，以石墨碳材料为负极，以锂离子 （Li+）,可逆“嵌入/迁出”（intercalation/deintercalation）的含锂复合氧化物为正极，以六氟磷酸锂（LiPF6）溶于环状碳酸酯和链状碳酸酯混合溶剂中的电解质溶液为电解质,其特征是上述正极活性材料为表面包覆改性的LiNi1-x-y-zCoxAlyMnzO2 (式中x,y,z分别满足0x0.4;0≤y≤0.3;0≤z0.5)。 2.根据权利要求1，所述LiNi1-x-y-zCoxAlyMnzO2正极活性物质基材，可以为LiNi1-x-yCoxAlyO2，式中x,y分别满足0x0.4;0≤y≤0.3; 或LiNi1-x-zCoxMnzO2，0x0.4，0≤z0.5。 3.根据权利要求1，所述正极活性物质 LiNi1-x-y-zCoxAlyMnzO2粉的表面涂覆材料可以为周期表Ⅱ到Ⅷ族元素的氧化物，如MgO、ZnO、B2O3、Al2O3、TiO2、SiO2、SnO2、ZrO2、V2O5、MnO2、Fe2O3等，或能生成这些氧化物的相应元素的源化合物。 4.根据权利要求1，正极活性物质 LiNi1-x-y-zCoxAlyMnzO2的表面涂覆材料较好为一些快离子导电玻璃，如：Li2O?B2O3，Li2O?Al2O3?B2O3,Li2O?SiO2，Li2O?Al2O3?SiO2，LiF?Li3PO4, LiF?AlPO4，LiF?Li2SiO3，X（0.6Li2S?0.4SiS2）（100-X）Li3PO4,和 X（0.6Li2S?0.4SiS2）（100-X）Li3?BO3等。正极活性材料粉以协助涂覆溶液（B液）浸涂上述正极活性物质粉。A液和B液可混合使用（即一次涂覆），或依次分别使用（即二次涂覆）。 5.根据???利要求1，表面包覆的正极活性粉的制备方法为：首先，用一定浓度和体积的上述涂覆材料源化合物水溶液或有机溶液（A液）浸涂该正极材料活性粉，接着，以协助涂覆溶液（B液）再浸涂之，或A液B液混合浸涂。 6.根据权利要求5，所述协助涂覆溶液，在水溶液涂覆场合，为适当分子量的水溶性高聚物如：聚乙烯醇（PVA）、可溶性淀粉、聚氧化乙烯（PEO）、低分子量聚丙烯酰胺，或PTFE乳液，及SBR乳液等。在油相涂覆场合，协助涂覆溶液可为PVDF溶液，及VDF/HPF共聚物溶液。 7.根据权利要求6，所述用于非水电解质电池的正极活性材料LiNi1-x-y-zCoxAlyMnzO2的表面包覆方法，其中构成表面包覆层的涂覆材料的量为正极活性材料重量的0.01%至2%，较好为0.1%至1.0%。 8.根据权利要求6，所述用于非水电解质电池的正极活性材料LiNi1-x-y-zCoxAlyMnzO2表面包覆方法，其中协助涂覆材料的用量为正极活性材料重量的0.01%至0.2%，较好为0.5%至1.5%。 9.根据权利要求1，所述非水电解质锂二次电池，其特征在于，正极片制造所用导电碳黑较好为Super P、VXC-72、VXC-72R和BP2000。 10.根据权利要求9，所述制造正极片所用导电碳黑最好为颗粒尺寸为35μm的VXC-72、VXC-72R，用量为正极粉 LiNi1-x-y-zCoxAlyMnzO2重量的3-5%。 说明书 包覆改性的镍基正极活性材料锂二次电池 技术领域 本发明涉及非水电解质二次电池，更具体涉及用特定镍基含锂复合氧化物作正极活性物质的非水电解质二次电池，属高能电池技术领域。 背景技术 非水电解质二次电池，即锂离子二次电池，工作电压高，能量密度大，寿命长，自放电率低，无记忆效应以及与环境协调，是数字时代移动通讯和便携式电子设备（笔记本电脑、摄像放像机、数码相机及PDA等）的主电源。目前，市售商品锂离子电池，用石墨类插锂材料作负极，用钴酸锂（LiCoO2）正极活性材料作正极，用非水电解质如LiPF6的碳酸乙