[發明專利]一種銻包覆的鋰電池正極材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010523849.2
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111682174B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 羅翠蘋;阮丁山;陳希文;劉偉健;繆建麟;柳娜;杜銳;李長東
• 申請（專利權）人: 廣東邦普循環科技有限公司;湖南邦普循環科技有限公司;湖南邦普汽車循環有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525;C01G30/00;C01G30/02;C01G53/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 左恒峰

本發明公開了一種銻包覆的鋰電池正極材料及其制備方法和應用，所述銻包覆的鋰電池正極材料的化學式為LiNixCoyMnzO2@Ai，所述A為三氧化二銻、五氧化二銻、銻酸鈉或六氟銻酸鈉中的至少一種；其中x0.8,y0,z0,x+y+z＝1，0.0035＜i＜0.0064。本發明制備的包覆含銻化合物的鋰電池正極材料，其具有更高的首圈容量、首圈效率，更優異的循環穩定性。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，具體涉及一種銻包覆的鋰電池正極材料及其制備方法和應用。

背景技術

鋰離子電池是3C(計算機類、通信類和消費類)產品、混合動力汽車以及純電動汽車的供能首選。鋰離子電池因其高功率密度、優異循環性能以及良好的環境相容性而引起業界廣泛關注，但鋰離子電池的能量密度距離滿足純電動汽車長距離行駛的需求還有一段距離。

在多種正極材料中，層狀鎳鈷錳酸鋰(LiNi_xCo_yMn_zO₂，其中x+y+z＝1)三元正極材料因其相對較低的成本、出色的容量以及優異的循環壽命而得到廣泛研究。高鎳三元材料(x0.7)與傳統的橄欖石型磷酸鐵鋰相比有著更高的容量及能量密度。然而，目前阻礙高鎳三元材料進一步商業化的最大問題是其較差的循環穩定性。在電池首次充放電過程中，正極材料與電解液在固液相界面處會發生反應，形成固體電解質界面膜。但如果材料表面縫隙過多，電解液會在循環過程中不斷滲入材料內部持續與材料發生反應，這會不斷消耗電解液，并生成過多不利于循環的副產物，導致材料首圈容量和首圈效率偏低，循環穩定性較差。

有鑒于此，業界通常采用表面包覆的方法對材料進行改性。但是一般的包覆材料由于其自身化學性質不穩定在循環過程中容易被電解液分解，這樣會增加電池體系中的副產物，不利于電池的循環性能發揮。還有一些包覆材料易于與材料中的鋰反應，包覆后材料表面的殘余鋰含量會升高，不利于材料性能發揮。

為解決上述問題，本發明研發了一種首圈效率高、首圈容量大、殘鋰少和循環穩定性優異的銻包覆的鋰電池正極材料及其制備方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種銻包覆的鋰電池正極材料及其制備方法和應用，所述銻包覆的鋰電池正極材料，具有首圈效率高、首圈容量大、殘鋰少和優異的循環穩定性。

為了實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種銻包覆的鋰電池正極材料，所述銻包覆的鋰電池正極材料的化學式為LiNi_xCo_yMn_zO₂@A_i，所述A為三氧化二銻、五氧化二銻、銻酸鈉或六氟銻酸鈉中的至少一種；其中x0.8，y0，z0，x+y+z＝1；0.0035＜i＜0.0064。

優選地，所述銻包覆的鋰電池正極材料的化學式為LiNi_0.82Co_0.09Mn_0.09O₂@(Sb₂O₅)_0.00399。

一種銻包覆的鋰電池正極材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將高鎳三元材料前驅體和鋰源混合，燒結，破碎篩分，得到化合物A(LiNi_xCo_yMn_zO₂)；

(2)將化合物A進行清洗，過濾，烘干，過篩，得到化合物B(LiNi_xCo_yMn_zO₂)；

(3)將銻源與化合物B用干法球磨混合，再進行燒結，過篩，即得所述銻包覆的鋰電池正極材料。