[發(fā)明專利]一種鋰離子電池用三元正極材料及制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011616617.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN113161520A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫麗媛;盧鵬;史瑩飛;石俊峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇鋰源電池材料有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/42;H01M10/0525
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李靜

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池三元正極材料及制備方法，所述三元正極材料為Al₂O₃包覆LiNi_xCo_yMn_zO₂，其中，0x1,0y1，0z1，x+y+z＝1，所述三元正極材料的制備方法為，以Al(NO₃)₃·9H₂O為原料，通過溶膠凝膠法在鋰離子三元正極材料LiNi_xCo_yMn_zO₂表面包覆一種納米氧化鋁正極材料，其中包覆層能增強(qiáng)三元正極材料在電解液中的穩(wěn)定性，保護(hù)了三元正極材料不被電解液腐蝕，減低了三元正極材料的表面殘堿，吸收了電池在充放電過程中產(chǎn)生的游離氟，提升三元正極材料的穩(wěn)定性以及安全性能，從而提升了三元電池的壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三元正極材料及其制備方法，尤其涉及一種鋰離子電池三元正極材料及其制備方法。

背景技術(shù)

三元正極材料一般指的是鎳鈷錳酸鋰Li(Ni_xCo_yMn_z)O₂，(0x1,0y1，0z1，x+y+z＝1)，由于相對(duì)較低的成本優(yōu)勢(shì)、高比能量、高壓實(shí)密度、高循環(huán)性能等優(yōu)點(diǎn)受到了市場(chǎng)的青睞。但三元正極材料本身存在一些缺點(diǎn)，例如：表面殘堿高、循環(huán)壽命相對(duì)較差等。故需要在現(xiàn)有的三元正極材料上進(jìn)行改性。常規(guī)的改性方法主要是表面包覆，包覆的物質(zhì)一般選用氧化鋁。包覆的方法一般選擇固相法或者液相法，固相法工藝簡(jiǎn)單，成本低，但是包覆效果欠佳；液相法工藝相對(duì)復(fù)雜，成本高，但是包覆效果較好。采用溶膠-凝膠法包覆氧化鋁成本相對(duì)較低，包覆的效果良好，電化學(xué)性能改善明顯。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種減少表面殘堿、提升穩(wěn)定性以及安全性能的鋰離子電池三元正極材料，本發(fā)明的第二目的是提供該三元正極的材料的制備方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明的鋰離子電池三元正極材料，三元正極材料為Al₂O₃包覆LiNi_xCo_yMn_zO₂，其中，0x1,0y1，0z1，x+y+z＝1。

進(jìn)一步地，Al₂O₃占LiNi_xCo_yMn_zO₂重量的0.05％～1％。

本發(fā)明的鋰離子電池三元正極材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將Al(NO₃)₃·9H₂O溶于無水乙醇中，制成溶液A；

(2)將表面活性劑溶于環(huán)氧丙烷中，制成溶液B；

(3)將溶液A與溶液B混合后，攪拌，形成溶膠C；

(4)將溶膠C靜置1h以上，形成凝膠D；

(5)向凝膠D中加入LiNi_xCo_yMn_zO₂，分散，形成漿料E；

(6)烘箱干燥漿料E至固含量升高至50％以上，將漿料E在馬弗爐中在100～900℃下熱處理1h～20h，自然冷卻得到最終產(chǎn)品，即氧化鋁包覆的三元正極材料。

優(yōu)選的，步驟(1)中，所述溶液A濃度控制在0.01g/mL～1g/mL之間。進(jìn)一步地，濃度控制在0.1g/mL～0.5g/mL之間。

優(yōu)選的，步驟(2)中，表面活性劑為甲酚皂。進(jìn)一步地，表面活性劑的添加量為0.1g-0.4g。