[發明專利]一種磷酸鋰包覆的鋰離子電池高鎳正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110509421.7
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113328069A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 劉興泉;李蕾;程文棟;郝帥;紀煜垚;肖雨;何澤珍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/525;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/62;H01M10/0525;C01G53/00
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

1.一種磷酸鋰包覆的鋰離子電池高鎳正極材料，其特征在于，所述正極材料由母體材料與包覆于母體材料表面的包覆層構成，所述母體材料為高鎳鎳鈷二元正極材料、高鎳NCA三元正極材料或高鎳NCM三元正極材料，所述包覆層為磷酸鋰，所述包覆層的包覆量為0.1～5wt％。

2.按權利要求1所述磷酸鋰包覆的鋰離子電池高鎳正極材料，其特征在于，所述磷酸鋰包覆層由磷酸二氫鋰與母體材料表面殘堿原位反應生成。

3.按權利要求1所述磷酸鋰包覆的鋰離子電池高鎳正極材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1.以LiH₂PO₄為包覆原材料，將LiH₂PO₄分散于乙酸乙酯中，形成溶液；

步驟2.將母體材料加入步驟1所得溶液中，在室溫下攪拌30～40min后升溫至60-100℃，再次攪拌至乙酸乙酯蒸發，形成混合物粉末；

步驟3.將步驟2所得混合物粉末放入烘箱中干燥，得到干燥樣品；

步驟4.將步驟3所得干燥樣品放入管式爐中，于氧氣氣氛下，以1～5℃/min的速度升溫至500～750℃燒結6～12h，再自然降溫冷卻至室溫，得到磷酸鋰包覆鋰離子電池高鎳正極材料。

4.按權利要求3所述磷酸鋰包覆的鋰離子電池高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述母體材料為LiNi_0.9Co_0.1O₂、LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂或LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂，其制備方法包括以下步驟：

步驟1.將鋰源原料溶解于去離子水中，對應加入Ni_0.9Co_0.1(OH)₂前驅體、Ni_0.8Co_0.15Al_0.05(OH)₂前驅體或Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂前驅體，以無水乙醇作為分散劑，充分研磨后烘干得到混合物粉末；

步驟2.將步驟1所得混合物粉末放入烘箱中干燥，得到干燥樣品；

步驟3.將步驟2所得的干燥樣品放入管式爐中，于氧氣氣氛下，以1～10℃/min的速度升溫至400～650℃預燒6～15h，再以1～10℃/min的速度升溫至700～950℃焙燒15～25h，最后自然降溫冷卻至室溫，得到鋰離子電池高鎳正極材料LiNi_0.9Co_0.1O₂、LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂或LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂。

5.按權利要求3所述磷酸鋰包覆的鋰離子電池高鎳正極材料的制備方法，所述包覆原材料的用量為：包覆原材料占母體材料的質量百分比為0.1～5wt％。

6.按權利要求3或4所述磷酸鋰包覆的鋰離子電池高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述烘箱的溫度為：80～120℃，干燥時間為：10～12h。

7.按權利要求3或4所述磷酸鋰包覆的鋰離子電池高鎳正極材料的制備方法，其特征在于，所述氧氣氣氛的氧氣流速為100～1000ml/min。