[發明專利]碳包覆的高鎳鋰離子電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201810370994.4
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108550899A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 高博;王偉;周衡;郭文波
• 申請（專利權）人: 蕪湖浙鑫新能源有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/058;H01M4/36
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 張苗

本發明涉及鋰離子電池，公開了一種碳包覆的高鎳鋰離子電池及其制備方法，其中，碳包覆的高鎳鋰離子電池的正極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，具有較高的放電容量和良好的循環性能，在制備過程中不需要在碳源包覆的情況下長時間焙燒，有效控制材料的一致性，且該制備原料易得，制備方法簡單，具有較高的推廣應用價值。本發明克服現有技術中為了得到碳包覆的正極材料而采用在碳源存在的情況下長時間焙燒的工藝，并且克服了該由于超時間焙燒使得過渡金屬離子被部分還原使得材料的一致性不易控制的缺陷。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池，具體地，涉及一種碳包覆的高鎳鋰離子電池及其制備方法。

背景技術

隨著電動汽車產業的發展，動力鋰離子電池需求量不斷增大。然而，動力鋰離子電池對電池材料的容量、安全性和循環性等方面的要求更高。目前，市場上的磷酸鐵鋰和普通三元鋰離子電池電池材料已經越來越難以滿足動力電池的要求，亟需開發新的鋰離子電池正極材料。

高鎳鋰離子電池材料因容量高，價格合適而受到廣泛的關注，也被譽為下一代最重要的動力鋰離子電池正極材料之一。然而，高鎳鋰離子電池正極材料的鎳含量高，制備條件極為苛刻。在燒結制備過程，難以將大量的+2價的鎳離子完全氧化，導致材料中存在缺陷，尤其表現在材料晶體結構中的陽離子混排度高，材料的電化學性能下降，制約著該材料的進一步發展和應用。因此開發低陽離子混排的高鎳鋰離子電池正極材料，進而提高材料的循環性能是當前動力離子電池市場的迫切需求和研究的熱點內容。

對于鋰離子電池，正極材料是提高其性能的關鍵性因素之一，具有高安全、低成本優勢的正極三元材料備受關注，但是三元正極材料的缺點在于其在高倍率充放電情況下，容量衰減較快，倍率性能不佳。針對其缺點，碳包覆改性研究也日益成為研究者追捧的熱點。

碳源(如葡萄糖、檸檬酸、蔗糖等)可在正極活性材料表面形成碳層，從而提高其在氧化還原反應中的電荷轉移速率且更穩定。表面包碳后三元正極材料的電化學性能有所提高，這是由于包碳后其電子電導率增強，因為碳分布在三元正極材料顆粒表面中有助于電子的轉移和減少電池的極化。三元正極材料作為鋰離子電池的正極材料，是鋰離子電池的重要組成部分，是鋰離子電池中成本最高的部分，是影響鋰離子電池性能的關鍵材料。