[發明專利]含偏磷酸鹽鋰離子電池正極材料的制備方法

有效

• 申請號: 202010080202.7
• 申請日: 2020-02-05
• 公開（公告）號: CN110931799B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 石崇福;王卓;鄧多;羅桂;唐澤勛;商士波
• 申請（專利權）人: 桑頓新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 長沙楚為知識產權代理事務所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

本發明提供一種含偏磷酸鹽鋰離子電池正極材料的制備方法。含偏磷酸鹽鋰離子電池正極材料的制備方法，包括：將含鋰氧化物與磷酸二氫鹽混合后在氧化性氣氛中煅燒得到鋰離子電池正極材料；含鋰氧化物的通式為Li_aNi_bCo_cMn_dX_1?b?c?dO₂，其中X包括Al、Mg、Zr中一種或多種。本申請提供的含偏磷酸鹽鋰離子電池正極材料的制備方法，包覆效果好，包覆物雜質少，制備方法簡單，使用其制得的鋰離子電池，循環性能和安全性好。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，尤其涉及一種含偏磷酸鹽鋰離子電池正極材料的制備方法。

背景技術

隨著新能源汽車的快速發展，越來越多的電動汽車開始進入到普通消費者的生活之中。續航里程和使用壽命一直是人們擔心的主要問題。而隨著電動汽車的續航里程在不斷追趕燃油汽車的同時，一樁樁汽車失火爆炸事故提醒人們，汽車的安全性顯得越來越應重視。

作為電池的主要部分的三元正極材料結構不穩定性問題是影響電池性能的一個重要方面。三元材料的表層結構易過度脫鋰，使得材料層狀結構向尖晶石結構、惰性巖鹽相轉變；而且表層的氧化性高價過渡金屬離子易與電解液發生嚴重的副反應，造成電池的極化增大，容量迅速衰減，也給電池的安全性帶來很大威脅。

通過偏磷酸鹽包覆的方式可以改善鋰離子電池正極材料的性能，但是現有技術往往采用不含金屬元素的磷酸鹽和金屬鹽多次液相反應、燒結的方式進行正極材料的改性，操作復雜，而且由于多次添加包覆原料溶液、多次燒結，難以控制物料混合的均勻性，進而導致三氧化二鋁等氧化物以及磷酸鋰等副產物，三價鋁離子容易水解導致氧化物雜質的進一步產生，使得包覆對正極材料性能的提升很有限。此外，三元材料本身對水很敏感，容易產生殘堿，影響電池的循環性能和安全性能。

有鑒于此，特提出本申請。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含偏磷酸鹽鋰離子電池正極材料的制備方法，以解決上述問題。

為實現以上目的，本發明特采用以下技術方案：

一種含偏磷酸鹽鋰離子電池正極材料的制備方法，包括：

將固相的含鋰氧化物與固相的磷酸二氫鹽混合后在氧化性氣氛中煅燒得到所述含偏磷酸鹽鋰離子電池正極材料；

所述含鋰氧化物的通式為Li_aNi_bCo_cMn_dX_1-b-c-dO₂，其中X包括Al、Mg、Zr中一種或多種，0a1.2，0b1，0≤c≤1， 0≤d1，0b+c+d≤1。

采用固相混合含鋰氧化物與磷酸二氫鹽煅燒的方式，有效避免液相反應過程中金屬鹽水解形成氫氧化物后在燒結時產生金屬氧化物雜質，達到理想的偏磷酸鹽包覆效果。且可以避免在液相反應過程中，溶解的金屬鹽離子和磷酸根離子存在由于接觸不均生成氧化物、Li₃PO₄副產物。直接投放的磷酸二氫鹽在煅燒的過程中，會脫水與金屬形成具有高強度磷氧鍵的偏磷酸鹽，提升了包覆物的純度。一次混合煅燒的工藝還可以簡化反應步驟，操作簡單方便。通過偏磷酸鹽包覆含鋰氧化物，在材料表面形成穩定的保護膜，能阻擋材料與電解液反應，抑制材料的結構衰變，提升材料的循環性能和穩定性。

優選地，所述鋰離子電池正極材料包括一次顆粒和/或二次顆粒；

所述一次顆粒的核層物質包括所述含鋰氧化物，殼層物質包括所述偏磷酸鹽；所述二次顆粒的核層物質包括所述含鋰氧化物，殼層物質和粘接層物質包括所述偏磷酸鹽。

二次顆粒是由殼層物質包覆并粘接多個核層物質組成的顆粒。