[發(fā)明專利]一種共包覆鎳鈷錳三元正極材料及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910245874.6
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109888252B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 許開華;張玉軍;周曉燕;徐世國
• 申請（專利權(quán)）人: 荊門市格林美新材料有限公司;格林美（無錫）能源材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京雙收知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11241
• 代理人: 曾曉芒

1.一種共包覆鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟：

步驟S1、稱取鎳鈷錳復合前驅(qū)體；

步驟S2、根據(jù)鎳鈷錳復合前驅(qū)體中鎳、鈷、錳的金屬含量稱取一定量鋰源；

步驟S3、將鎳鈷錳復合前驅(qū)體和鋰源一并加入到高速混料器中充分混合，混合后進行煅燒處理，得到鎳鈷錳正極材料基體；

步驟S4、將一定量的聚乙烯吡咯烷酮和磷酸鹽加入到乙醇中攪拌,然后再向上述乙醇中加入所述鎳鈷錳正極材料基體繼續(xù)攪拌一定時間，然后加熱直至乙醇揮發(fā)，得到中間產(chǎn)物；

步驟S5、將一定量的吡咯單體和甲苯磺酸鈉加入到乙醇中攪拌，然后將步驟S4所得中間產(chǎn)物加入到上述乙醇中,然后將溶解好的氧化劑逐滴加入，且在冰浴中反應，得到Li₃PO₄-PPy包覆的正極材料；

步驟S6、將一定量的氧化石墨烯加入到乙二醇中形成分散體系，將一定量的Ga源和Ni源加入到所述分散體系中去，然后將得到的所述Li₃PO₄-PPy包覆的正極材料加入到分散體系中，將反應后產(chǎn)物過濾、清洗、干燥，在一定溫度下熱處理，冷卻，得到Li₃PO₄-PPy和NiGa₂O₄-rGo共包覆的鎳鈷錳酸鋰三元正極材料；其中熱處理工藝為在500℃下加熱2h。

2.如權(quán)利要求1所述共包覆鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述鋰源為LiOH或者Li₂CO₃，鋰源的用量按摩爾比Li：Me=(0.9-1.1):1計算，其中Me為Ni、Co、Mn的摩爾量之和。

3.如權(quán)利要求1所述共包覆鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S3中，煅燒溫度為700℃-900℃，煅燒時間為10-25h，步驟S3得到的所述鎳鈷錳正極材料基體的通式為Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O_2，其中0.5≤x＜1， y≤0.3。

4.如權(quán)利要求1所述共包覆鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的制備方法，其特征在于，所述磷酸鹽為(NH₄)₂HPO₄，所述(NH₄)₂HPO₄加入量為所述鎳鈷錳正極材料基體質(zhì)量的2.0%，所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量為所述鎳鈷錳正極材料基體質(zhì)量的0.1%。

5.如權(quán)利要求4所述共包覆鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S4中，先將聚乙烯吡咯烷酮和磷酸鹽加入到乙醇中攪拌24h,然后再向上述乙醇中加入所述鎳鈷錳正極材料基體繼續(xù)攪拌24h，然后加熱至100-300℃，加熱時間為5-10h。

6.如權(quán)利要求1所述共包覆鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S5中，所述吡咯單體的加入量為所述中間產(chǎn)物質(zhì)量的3wt%，將吡咯單體和甲苯磺酸鈉加入到乙醇中攪拌2h，然后將步驟S4所得中間產(chǎn)物加入到上述乙醇中繼續(xù)攪拌2h, 然后將溶解好的氧化劑逐滴加入，且在冰浴中反應6h，得到 Li₃PO₄-PPy包覆的正極材料，所述氧化劑為FeCl₃·6H₂O。

7.如權(quán)利要求1所述共包覆鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟S6中，所述Ga源是Ga(ACAC)₃，所述Ni源是Ni(CH₃OO)₂?4H₂O，NiGa₂O₄-rGo包覆量為1000-3000ppm。

8.一種共包覆鎳鈷錳酸鋰三元正極材料，其特征在于，所述共包覆鎳鈷錳酸鋰三元正極材料由權(quán)利要求1-7任一項所述方法制備得到，其內(nèi)層為鎳鈷錳酸鋰正極材料，外層為Li₃PO₄-PPy和NiGa₂O₄-rGo共包覆層。