[發(fā)明專利]導電聚合物包覆的鎳鈷錳酸鋰正極材料及其制備方法

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• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN109713243A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 許開華;葉建;張云河
• 申請（專利權）人: 荊門市格林美新材料有限公司;格林美股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市合道英聯(lián)專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果;侯峰

本發(fā)明公開了一種導電聚合物包覆的鎳鈷錳酸鋰正極材料及其制備方法，其化學通式為Li_b(Ni_xCo_yMn_zR_a)O₂@e?polymer，其中，(x+y+z+a)：b＝1：(0.9～1.1)，(x+y+z)：a＝1：(0.01～0.05)，x>0.33，R為稀土元素中至少一種，e?polymer為具有電化學活性的導電聚合物；這樣，本發(fā)明通過對鎳鈷錳酸鋰正極材料進行稀土摻雜，從而提高材料的結構穩(wěn)定性；導電聚合物的包覆，將鎳鈷錳酸鋰正極材料與電解液進行隔離，避免鎳鈷錳酸鋰正極材料與電解液直接接觸，在減少副反應的發(fā)生的同時能夠提高材料的電導率，能夠加快鋰離子傳導，提高循環(huán)性能和倍率性能。

技術領域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種導電聚合物包覆的鎳鈷錳酸鋰正極材料及其制備方法。

背景技術

現有技術中，鎳鈷錳酸鋰(LNCM)正極材料由于具有較高的能量密度以及相對較簡單的制備工藝被廣泛應用于3C產品以及新能源汽車領域；但是，在循環(huán)過程中，由于正極/電解液界面的正極材料的結構會發(fā)生變化，以及正極材料與電解液之間會發(fā)生副反應，從而造成在鎳鈷錳酸鋰正極材料的正極/電解液界面會發(fā)生電化學性能衰減的現象；此外，由于現有鎳鈷錳酸鋰正極材料的電子、離子傳導較慢，導致鎳鈷錳酸鋰正極材料在高倍率下的電化學性能較差。

發(fā)明內容

為了克服現有技術的不足，本發(fā)明的目的旨在提供一種導電聚合物包覆的鎳鈷錳酸鋰正極材料及其制備方法。

本發(fā)明實施例提供一種導電聚合物包覆的鎳鈷錳酸鋰正極材料，其化學通式為Li_b(Ni_xCo_yMn_zR_a)O₂@e-polymer，其中，(x+y+z+a)：b＝1：(0.9～1.1)，(x+y+z)：a＝1：(0.01～0.05)，x>0.33，R為稀土元素中至少一種，e-polymer為具有電化學活性的導電聚合物。

其中，e-polymer具體為聚對苯或聚聯(lián)二噻吩。

本發(fā)明還提供一種如上述方案所述的導電聚合物包覆的鎳鈷錳酸鋰正極材料的制備方法，其方法通過以下步驟實施：

步驟1，將鎳鈷錳前驅體、鋰鹽以及稀土摻雜劑按摩爾比混合，攪拌均勻后燒結，獲得稀土摻雜的LNCM正極材料；

步驟2，將所述稀土摻雜的LNCM正極材料與導電聚合物分散于溶劑中，獲得混合溶液，向所述混合溶液加入導電劑和粘結劑，攪拌均勻，獲得包覆有導電聚合物的LNCM正極材料漿料；

步驟3，將所述包覆有導電聚合物的LNCM正極材料漿料轉移至冷凍干燥器中，進行冷凍干燥，獲得包覆有導電聚合物的LNCM正極材料。

上述方案中，所述步驟1中所述鎳鈷錳前驅體、鋰鹽和稀土摻雜劑的摩爾比為100:(90～110):(1～5)。

上述方案中，所述步驟1中所述鋰鹽為氫氧化鋰或碳酸鋰，所述步驟1中所述稀土摻雜劑為鈧、釔、鑭、鈰、鐠、釹的化合物中至少一種。

上述方案中，所述步驟1中燒結的工藝為燒結溫度為700～900℃，燒結時間為4～12h，攪拌速度為100～500r/min。

上述方案中，所述步驟2中所述導電聚合物的質量為所述稀土摻雜的LNCM正極材料的質量的0.5％～5％。

上述方案中，所述步驟2中所述稀土摻雜的LNCM正極材料、導電劑以及粘結劑的摩爾比為80:(5～15):(5～15)。

上述方案中，所述步驟2的反應時間為4～8h，攪拌速度為100～500r/min。