[發(fā)明專利]一種高鎳三元正極材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010916416.3
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112151792B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許曉雄;張永龍;魏引利;陳董亮;吳云峰;丁超;徐禮虎
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江鋒鋰新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 魯勇杰

本發(fā)明公開了一種新型高鎳三元正極材料及其制備方法，制備方法包括以下步驟：吸附：將高鎳三元基材和導(dǎo)電碳材料溶于N?甲基吡咯烷酮中攪拌，加入結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)劑，攪拌后超聲處理得到混合溶液，使得結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)劑完全吸附于高鎳三元基材表面；包覆：將導(dǎo)電聚合物加入到吸附步驟的混合溶液中攪拌反應(yīng)，然后過濾清洗后烘干，得到導(dǎo)電聚合物和導(dǎo)電碳材料包覆的高鎳三元正極材料，本發(fā)明還公開了一種通過上述制備方法制備得到的高鎳三元正極材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能夠獲得包覆層均勻連續(xù)的高鎳三元正極材料，正極材料一致性較好，且電化學(xué)性能更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種高鎳三元正極材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著全球能源危機(jī)逐步加深，作為新能源及環(huán)保低碳的各種便攜式消費(fèi)電子設(shè)備、電動汽車和儲能系統(tǒng)得到快速發(fā)展，使得人們對電池的循環(huán)性能、能量密度以及安全性能也提出來更高的要求。

高鎳三元基材因?yàn)榫哂懈呷萘俊⒌统杀镜葍?yōu)勢成為極具應(yīng)用價(jià)值的電池正極材料。然而，隨著三元材料中鎳含量的增加，三元材料表面總堿含量隨之增大，當(dāng)接觸空氣和水分時(shí)，材料顆粒表面容易形成Li₂CO₃和LiOH層，這些生成物與電解質(zhì)和粘結(jié)劑等直接接觸時(shí)，會發(fā)生一系列副反應(yīng)，消耗材料中的鋰物質(zhì)，并在充電時(shí)產(chǎn)生CO₂氣體，造成電池鼓包和漏液現(xiàn)象，電池循環(huán)衰減嚴(yán)重，甚至熱失控等嚴(yán)重問題。為了避免三元材料和電解質(zhì)等成分的直接接觸，目前廣泛采用包覆高鎳三元基材的方法解決上述問題。

如申請公布號為CN106207128A的中國專利公開了一種Zr(OH)₄包覆鎳鈷鋁三元正極材料的制備方法，所述鎳鈷鋁三元正極材料的化學(xué)式為LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂，式中0x≤0.2，0y≤0.1，包覆材料為Zr(OH)₄，包覆層厚度為10～15nm，其制備方法是：將Zr(OH)₄粉末與鎳鈷鋁三元正極材料混合后通過震動球磨制得。上述專利公開了采用無機(jī)材料包覆鎳鈷鋁三元正極材料，有效提高了高鎳三元基材的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。表面包覆作為改進(jìn)三元材料電化學(xué)性能的一種有效方法，得到了廣大科研工作者和鋰電材料企業(yè)的關(guān)注，但是目前對于高鎳三元基材的包覆方法通常采用球磨的方法，這種包覆方法不均勻、不連續(xù)，需要研究一種新的包覆方法使得高鎳三元正極材料的包覆層均勻連續(xù)，而且還提高材料的電化學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種高鎳三元正極材料的制備方法，其具有能夠獲得包覆層均勻連續(xù)的高鎳三元正極材料，正極材料一致性較好，且電化學(xué)性能更好的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種高鎳三元正極材料，其具有包覆層均勻連續(xù)，正極材料一致性較好，且電化學(xué)性能更好的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種高鎳三元正極材料的制備方法，包括以下步驟：

吸附：將高鎳三元基材和導(dǎo)電碳材料溶于N-甲基吡咯烷酮中攪拌，加入結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)劑，攪拌后超聲處理得到混合溶液，使得結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)劑完全吸附于高鎳三元基材表面；

包覆：將導(dǎo)電聚合物加入到步驟S1的混合溶液中攪拌反應(yīng)，然后過濾清洗后烘干，得到導(dǎo)電聚合物和導(dǎo)電碳材料包覆的高鎳三元正極材料。