[發明專利]一種正極材料的改性方法、改性正極材料以及鋰離子電池

在審

• 申請號: 202011231672.5
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112340786A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 曾漢民;王超;何巍;劉建華;劉金成
• 申請（專利權）人: 惠州億緯鋰能股份有限公司
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種正極材料的改性方法、改性正極材料以及鋰離子電池。所述方法包括以下步驟：將正極材料與分散劑和改性添加劑在液相中混合，加熱處理，固液分離取固體，進行煅燒，得到改性正極材料。本發明提供的改性方法通過使用分散劑可以提高改性添加劑和正極材料的接觸均勻性，得到的改性產物摻雜或者包覆將更加均勻，更有利于提升材料的電化學性能，不僅可以減少正極材料中鋰元素和其他金屬元素的混排程度，并且能提高鋰離子擴散的通道，降低表面殘余鋰與pH，具有良好的化學穩定性的同時保證良好的離子傳輸通道，可以在維持良好循環性能的同時提高倍率性能。

技術領域

本發明屬于電池技術領域，涉及一種正極材料的改性方法、改性正極材料以及鋰離子電池。

背景技術

為了迎合市場需求，鋰離子電池正在朝高電壓(＞4.35V)方向發展，但是高的工作電壓下，正極材料的循環性能、存儲性能、倍率性能等電化學性能會變差。為了解決正極材料存在的這些問題，產業界和學術界往往通過摻雜和包覆來改善三元材料的結構穩定性和熱穩定性。但傳統的改性方法往往需要在較高的溫度下對材料進行摻雜，較高的溫度會導致表面雜質鋰快速增加同時也容易破壞材料的結構，容易導致材料的循環性能下降，現有技術通過二次燒結或者更多次的燒結得到包覆有TiO₂、Li₃PO₄、ZrO₂、V₂O₅、Al₂O₃、MoO₃等材料的正極材料來提升三元材料的電化學性能。

CN107819114A通過將單晶鎳鈷錳復合前驅體和鉭的化合物進行超高速預混合，再將單晶鎳鈷錳前驅體和鉭化合物的混合料與普通多晶鎳鈷錳前驅體高速混合得到摻雜型材料。

CN107799739A通過將單晶鎳鈷錳復合前驅體和釩的化合物進行超高速預混合，再將單晶鎳鈷錳前驅體和釩化合物的混合料與普通多晶鎳鈷錳前驅體高速混合，得到釩摻雜鎳鈷錳材料。

但是，這類方法不能解決材料界面不穩定性的問題，對提高材料的性能有限，另外金屬釩毒性高，不利于生產使用。

CN108400309A通過將鋰鹽與氫氧化物前驅體加入到球磨機中混合后進行燒結，再將單晶材料和包覆基體和去離子水加入到攪拌罐中，并向攪拌罐中加入可溶性磷酸鹽和可溶性鋁鹽，后處理后將初始包覆的高電壓單晶三元正極材料，在500-850℃下熱處理4-10h，得到復合包覆的高電壓單晶三元正極材料。這類方法均不能保證包覆層的均勻性，不利于大規模生產。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種正極材料的改性方法、改性正極材料以及鋰離子電池。本發明提供的改性方法通過引入分散劑輔助正極材料改性，工藝簡單，包覆摻雜量均勻，生產成本低，適合多種正極材料的制備。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種正極材料的改性方法，所述方法包括以下步驟：

將正極材料與分散劑和改性添加劑在液相中混合，加熱處理，固液分離取固體，進行煅燒，得到改性正極材料。

本發明提供的改性方法通過將正極材料與分散劑和改性添加劑混合，引入分散劑幫助包覆或者摻雜物更加均勻的和活性物質混合，煅燒得到改性型正極材料，得以提升材料的電化學性能；不僅可以減少正極材料中鋰元素和其他金屬元素的混排程度，并且能提高鋰離子擴散的通道，降低表面殘余鋰與pH，具有良好的化學穩定性的同時保證良好的離子傳輸通道，可以在維持良好循環性能的同時提高倍率性能。

以下作為本發明優選的技術方案，但不作為對本發明提供的技術方案的限制，通過以下優選的技術方案，可以更好的達到和實現本發明的技術目的和有益效果。