[發明專利]一種WO3修飾的富鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010796571.6
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111916730A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 張小洪;付微婷;茍敏濤;王暢;唐立成;張亮;唐月嬌;陳曉濤;劉富亮;石斌;王慶杰
• 申請（專利權）人: 貴州梅嶺電源有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/42;H01M10/0525
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 幸云杰

本申請公開了電池正極材料制備技術領域的一種WO3修飾的富鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一、將鎢源化合物與無水乙醇混合，攪拌混合均勻后形成混合溶液A；步驟二、將富鎳三元鋰離子電池正極材料粉末加入到無水乙醇和去離子水的混合溶液中，在700～900r/min的攪拌速率下攪拌1～5h，分散均勻后形成溶液B；步驟三、用蠕動泵將A溶液滴入到B溶液中并攪拌，攪拌均勻后的混合溶液經干燥后得到混合粉末；步驟四、將混合粉末在空氣氣氛下煅燒，經冷卻后取出用瑪瑙研缽研磨，進行篩分處理后得到WO₃修飾的富鎳三元鋰離子電池正極材料。本制備方法能夠提高電池正極材料結構的穩定性，從而改善電池的電化學穩定性。

技術領域

本發明涉及電池正極材料制造技術領域，具體涉及一種WO3修飾的富鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法。

背景技術

受到當今儲能和電力系統(尤其是電動汽車)電能需求增長的不斷挑戰，可充電鋰離子電池(LIBs)因其能量密度高、重量輕、循環壽命長而廣泛應用于消費電子產品和電動汽車(EVs)中。盡管鋰離子電池取得了重大進展，但提高鋰離子電池的能量密度、功率性能、提高其續航里程和提高其安全穩定性仍然是全世界面臨的巨大挑戰，為了滿足這些要求，學者們在尋找具有高放電容量和高工作電壓的鋰離子電池正極材料方面做出了重大努力。

近年來，富鎳層狀結構正極材料LiNi_xMn_yCo_zO₂(x≥0.6)，因其比傳統的層狀正極材料LiCoO₂(能量密度為570Wh/kg)和尖晶石型正極材料LiMn₂O₄(能量密度為440Wh/kg)具有更高的放電容量(200～220mAh/g)和更高的能量密度(800Wh/kg)而備受關注，且富鎳材料中較低的Co含量降低了生產成本，因此該材料成為最具有競爭力的鋰離子電池候選正極材料。

但由于富鎳三元材料中鎳含量越高，導致材料的結構穩定性呈現下降趨勢，其容量迅速衰減，循環性能和熱穩定性成比例下降，因其固有的Li/Ni陽離子混排使得材料中的Ni難以保持在+3價，Ni²⁺增多形成了更多的鋰占位，陽離子混排度加劇，材料的無序度增加；容量迅速衰減是在高荷電態下的相變引起的，在鋰離子脫嵌過程中有顯著的體積變化，并引起材料的微應變和裂紋形成，微裂紋促進電解質滲入顆粒內部，滲透的電解液通過與不穩定的Ni⁴⁺反應，加速一次顆粒的表面惡化，形成類NiO的巖鹽雜質相，從而增加了電池的阻抗，影響材料的電化學性能；此外脫鋰的富鎳三元正極材料與有機碳酸鹽電解液之間發生劇烈的熱反應也會引起電池的安全性問題。

因此針對上述問題，采用一種以WO₃修飾的方法對富鎳三元材料進行改性，制備出循環性能良好、材料結構穩定、熱安全性能優異的鋰離子電池正極材料，對鋰離子電池儲能領域的應用有一定的基礎意義。

發明內容

本發明意在提供一種WO3修飾的富鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，以制備出循環性能良好、材料結構穩定、熱安全性能優異的鋰離子電池正極材料。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種WO3修飾的富鎳三元鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將鎢源化合物與無水乙醇混合，在700～900r/min的攪拌速率下攪拌1～5h，混合均勻后形成混合溶液A；

步驟二、將富鎳三元鋰離子電池正極材料粉末加入到無水乙醇和去離子水的混合溶液中，在700～900r/min的攪拌速率下攪拌1～5h，分散均勻后形成溶液B；

步驟三、用蠕動泵將A溶液滴入到B溶液中并攪拌，攪拌均勻后的混合溶液經干燥后得到混合粉末；