[發明專利]一種正極材料及制備方法、鋰離子電池

在審

• 申請號: 201811249600.6
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109192971A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 蒿豪;周蘭;李勁;張思文
• 申請（專利權）人: 上海電氣國軒新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;劉奉麗

本發明公開了一種正極材料及制備方法、鋰離子電池。磷酸鉍包覆的811NCM材料的制備方法如下：將包覆前驅體燒結即得所述磷酸鉍包覆的811NCM材料；包覆前驅體是通過811NCM溶液、Bi(NO₃)₃·5H₂O水溶液、(NH₄)H₂PO₄水溶液混合反應獲得的固體；811NCM與Bi(NO₃)₃·5H₂O的摩爾比為300:1～100:1。本發明原材料便宜易得，成本低；制備方法簡單，便于規模化生產；包覆層降低了811NCM表面堿性，可以減少電解液與活性材料的接觸，抑制電解液中的微量HF對活性物質的侵蝕；所得BiPO₄包覆的811NCM材料具有優異的循環穩定性，可作為高能量密度電池的正極材料。

技術領域

本發明涉及一種正極材料及制備方法、鋰離子電池，具體涉及一種磷酸鉍(BiPO₄)包覆的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂材料及制備方法、鋰離子電池。

背景技術

高鎳三元材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(以下用811NCM指代)容量高，越來越受到人們的重視，但是由于材料鎳含量較高，材料表面堿性大，易吸水，與電解液發生副反應，從而影響到其循環穩定性。中國專利申請CN105680015A提供了一種在三元材料表面包覆氧化鑭的正極材料及其制備方法，但是其制備過程中，采用固相燒結法，對材料顆粒大小不好控制，表面難以包覆均勻，所得電池放電不均勻、不穩定，循環性能較差。中國專利申請CN105140492A提出了一種表面包覆鋯酸鋰鎳鈷錳酸鋰復合正極材料及制備方法，雖然其改善了材料的循環性能和倍率性能，但是其在包覆鋯酸鋰的燒結過程中，燒結溫度850～900℃，溫度較高，容易造成高鎳材料團聚。

因此，研發一種包覆均勻的，顆粒大小易控的，比容量、循環性能和倍率性能均更優的鋰離子電池正極材料是亟待解決的問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是克服了現有技術中正極材料制備過程中采用固相燒結法，對材料顆粒大小不好控制，表面難以包覆均勻，以及燒結溫度過高，容易造成高鎳材料團聚的缺陷，提供了一種正極材料及制備方法、鋰離子電池。本發明原材料便宜易得，成本低；制備方法簡單，便于規模化生產；包覆層降低了811NCM表面堿性，可以減少電解液與活性材料的接觸，抑制電解液中的微量HF對活性物質的侵蝕；所得BiPO₄包覆的811NCM材料，具有優異的循環穩定性，可作為高能量密度電池的正極材料。

本發明通過以下技術方案解決上述技術問題。

本發明提供了一種磷酸鉍包覆的811NCM材料的制備方法，其包括下述步驟：將包覆前驅體燒結即得所述磷酸鉍包覆的811NCM材料；

其中，所述包覆前驅體是通過811NCM溶液、Bi(NO₃)₃·5H₂O水溶液、(NH₄)H₂PO₄水溶液混合反應獲得的固體；所述811NCM與所述Bi(NO₃)₃·5H₂O的摩爾比為300:1～100:1；所述(NH₄)H₂PO₄與所述Bi(NO₃)₃·5H₂O的摩爾比為1:1。

本發明中，所述811NCM為本領域常規市售的高鎳三元材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂。