[發明專利]一種表面具有雙層包覆結構的三元正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011188172.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112289998B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 汪宇;鄭剛;劉漢康;林浩;張迎霞;魯勁華
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 周靜

1.一種表面具有雙層包覆結構的三元正極材料，其特征在于：包括位于內部的三元正極材料以及由里到外依次包覆在三元正極材料表面的MoS₂納米片包覆層和Al₂O₃包覆層；

所述的表面具有雙層包覆結構的三元正極材料的制備方法，步驟如下：

S1、制備表面包覆MoS₂納米片包覆層的三元材料前驅體：將鉬酸鈉、硫代乙酰胺和水合硅鎢酸溶解在去離子水中得到反應液，然后將三元前軀體Ni_xCo_yMn_z(OH)₂分散在反應液中得到混合液；將混合液轉移至反應釜中進行水熱反應，得到表面包覆MoS₂納米片包覆層的三元材料前驅體；其中，所述三元前軀體Ni_xCo_yMn_z(OH)₂中0x＜1，0y＜1，0z＜1，且x+y+z＝1；

S2、制備Al(OH)₃包覆層：將表面包覆MoS₂納米片包覆層的三元材料前驅體和鋁源共同分散在去離子水中，混合均勻后的物料經過陳化后得到混合漿料，依次進行洗滌、干燥后在三元材料前驅體的最外層形成Al(OH)₃包覆層；

S3、制備雙層包覆結構的三元正極材料：將步驟S2制得的產物與鋰源混合得到混合物料，在氧氣氣氛下對混合物料進行燒結處理，經過破碎、過篩、除磁后得到最終產物，即表面具有雙層包覆結構的三元正極材料。

2.根據權利要求1所述的表面具有雙層包覆結構的三元正極材料，其特征在于：所述MoS₂納米片包覆層的質量是三元正極材料質量的0.5-5wt％。

3.根據權利要求1所述的表面具有雙層包覆結構的三元正極材料，其特征在于：所述Al₂O₃包覆層的質量是三元正極材料質量的1-10wt％。

4.如權利要求1-3任一項所述的表面具有雙層包覆結構的三元正極材料的制備方法，其特征在于：步驟如下：

S1、制備表面包覆MoS₂納米片包覆層的三元材料前驅體：將鉬酸鈉、硫代乙酰胺和水合硅鎢酸溶解在去離子水中得到反應液，然后將三元前軀體Ni_xCo_yMn_z(OH)₂分散在反應液中得到混合液；將混合液轉移至反應釜中進行水熱反應，得到表面包覆MoS₂納米片包覆層的三元材料前驅體；其中，所述三元前軀體Ni_xCo_yMn_z(OH)₂中0x＜1，0y＜1，0z＜1，且x+y+z＝1；

S2、制備Al(OH)₃包覆層：將表面包覆MoS₂納米片包覆層的三元材料前驅體和鋁源共同分散在去離子水中，混合均勻后的物料經過陳化后得到混合漿料，依次進行洗滌、干燥后在三元材料前驅體的最外層形成Al(OH)₃包覆層；

S3、制備雙層包覆結構的三元正極材料：將步驟S2制得的產物與鋰源混合得到混合物料，在氧氣氣氛下對混合物料進行燒結處理，經過破碎、過篩、除磁后得到最終產物，即表面具有雙層包覆結構的三元正極材料。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟S1中，所述水熱反應的溫度為200-280℃，時間為12-36h。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟S2中，所述鋁源為Al₂(SO₄)₃。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟S2中，所述陳化在室溫下進行，陳化的時間為1-3h。