[發(fā)明專利]一種改性高鎳材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711404561.8
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108321364A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 賈凱;楊茂萍;李道聰;高玉仙
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/525
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 段曉微;葉美琴

本發(fā)明公開了一種改性高鎳材料，所述改性高鎳材料包括高鎳材料層和包覆高鎳材料層的Li₂MnO₃包覆層。本發(fā)明還公開了所述改性高鎳材料的制備方法。本發(fā)明得到的改性高鎳材料比容量較高，由其制得的鋰離子電池具有較優(yōu)的循環(huán)性能。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及鋰離子電池正極材料技術(shù)領域，具體涉及一種改性高鎳材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著新能源汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，市場發(fā)展需要新能源汽車跑得更遠、續(xù)航里程更長以及能夠快速充放電，這就要求鋰離子電池具有高能量密度和Li⁺擴散系數(shù)。工信部對于下一代鋰離子動力電池的能量密度要求達到了300Wh/kg，是目前正在發(fā)展的磷酸鐵鋰動力電池所遠不能達到的。而且電池的能量密度主要取決于正極材料的比容量、工作電壓，因此，要提高電池的能量密度必然要求電極材料的比容量以及工作電壓有大幅度地提升。

目前，已經(jīng)開發(fā)出來的鋰離子電池正極材料主要包括：層狀正極材料鈷酸鋰(LiCoO₂)、鎳酸鋰(LiNiO₂)、錳酸鋰(LiMnO₂)、尖晶石型錳酸鋰(LiMn₂O₄)、橄欖石型磷酸鐵鋰(LiFePO₄)以及容量更高的鎳鈷酸鋰(LiNi_xCo_1-xO₂)、結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的鎳鈷錳酸鋰(LiNi_xCo_yMn_zO₂)等。其中鎳鈷酸鋰(LiNi_xCo_1-xO₂)以及鎳鈷錳酸鋰(LiNi_xCo_yMn_zO₂，Ni≥0.8)等材料的比容量均在200mAh/g以上，這是因為材料中大量使用的Ni²⁺在循環(huán)過程中可以釋放出更高的容量；同時因為材料中減少了鈷元素的使用還可以降低價格，具有安全和環(huán)保性，因此該類材料成為了下一代鋰離子電池正極材料的理想之選。

公開號為CN105280885A和CN105810929A的中國專利分別公開了一種改性方法，來降低高鎳正極材料的表面殘堿，同時緩解過充問題。但這兩種方法均沒有從提高材料的工作電壓的角度來提升材料的能量密度，同時由于高鎳材料中Ni³⁺的存在，導致材料對于水分比較敏感，上述兩種方法均是以水溶液為基礎，通過水洗的方法來降低材料表面殘余的Li₂CO₃以及LiOH進而增強材料的加工性能。但是經(jīng)過退火處理后由于表面貧鋰，體相中的Li⁺向表面擴散導致材料晶格中Li/Ni混排加劇，且并不具有可調(diào)控性，且制備工藝復雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種改性高鎳材料及其制備方法；本發(fā)明得到的改性高鎳材料比容量較高，由其制得的鋰離子電池具有較優(yōu)的循環(huán)性能。

本發(fā)明提出的一種改性高鎳材料，所述改性高鎳材料包括高鎳材料層和包覆高鎳材料層的Li₂MnO₃包覆層。

優(yōu)選地，所述高鎳材料的通式為LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂；其中，0.8≤x≤1，0≤y≤0.1。

優(yōu)選地，所述高鎳材料層與Li₂MnO₃包覆層的質(zhì)量比為1：0.005-0.2。

優(yōu)選地，所述高鎳材料層與Li₂MnO₃包覆層的質(zhì)量比為1：0.01-0.1。

優(yōu)選地，所述高鎳材料層與Li₂MnO₃包覆層的質(zhì)量比為1：0.05。