[發明專利]一種包覆釩磷酸釔銪的鎳鈷錳三元正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110820007.8
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113422035B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 方向乾;喬水伶;王慧萍;李崇;馬娜妮;呂明;高峰;楊欣
• 申請（專利權）人: 陜西彩虹新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明公開了一種包覆釩磷酸釔銪的鎳鈷錳三元正極材料及其制備方法，包括：將Li_x(Ni_aCo_bMn_c)O₂正極粉末溶于醇類溶劑中，配置成第一混合溶液待用；將釩磷酸釔銪加入所述第一混合溶液中，超聲分散，攪拌干燥，待溶劑蒸發后，得到黑色粉末狀固體；將所述黑色粉末狀固體進行包覆燒結，燒結后進行破碎和過篩，得到包覆釩磷酸釔銪的鎳鈷錳三元正極材料。本發明提高了鋰離子電池三元正極材料的放電比容量、循環能力和大倍率充電能力。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池正極材料技術領域，具體涉及一種包覆釩磷酸釔銪的鎳鈷錳三元正極材料及其制備方法。

背景技術

鋰電池具有的優點使其成為了人類21世紀重點發展的理想二次能源。目前主要商用的鋰電正極材料有錳酸鋰(LMO)、磷酸鐵鋰(LFP)、鈷酸鋰(LCO)、鎳鈷鋁酸鋰(NCA)和鎳鈷錳酸鋰(NCM)。特別是，三元正極材料，例如鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰等，由于該類材料具有比容量高、循環壽命長、安全性能好和價格低廉等優點，成為一種最具前途的正極材料。但是，鎳鈷錳三元材料隨著Ni含量的增加，材料也表現出陽離子混排、表面副反應和殘堿變大等現象，特別是在高溫和高電壓的情況下，從而加速容量衰減和熱不穩定性，會導致材料的穩定性和倍率性能變差。針對這些問題很多研究人員一般采用包覆或離子摻雜的改性手段，像有機聚合物、金屬氧化物等包覆劑或摻雜劑。但包覆劑或摻雜劑選擇不當，會導致電阻增大，影響電子和離子的傳輸，進而減弱電性能。因此，選擇有效包覆或摻雜材料是制備出性能優良鎳鈷錳三元材料和解決以上問題的關鍵。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種包覆釩磷酸釔銪的鎳鈷錳三元正極材料及其制備方法，提高了鋰離子電池三元正極材料的放電比容量、循環能力和大倍率充電能力。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種包覆釩磷酸釔銪的鎳鈷錳三元正極材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將Li_x(Ni_aCo_bMn_c)O₂正極粉末溶于醇類溶劑中，配置成第一混合溶液待用；

步驟2：將釩磷酸釔銪加入所述第一混合溶液中，超聲分散，攪拌干燥，待溶劑蒸發后，得到黑色粉末狀固體；

步驟3：將所述黑色粉末狀固體進行包覆燒結，燒結后進行破碎和過篩，得到包覆釩磷酸釔銪的鎳鈷錳三元正極材料。

進一步地，所述釩磷酸釔銪的制備方法為：

將Y₂O₃、Eu₂O₃和V₂O₅溶于鹽酸或硝酸中，配置成第二混合溶液；

將所述第二混合溶液加熱至一定溫度恒溫保溫，在攪拌條件下，滴入含磷沉淀劑，得到乳黃色沉淀；

將所述乳黃色沉淀經過洗滌、過濾、烘干和灼燒，得到釩磷酸釔銪。

進一步地，所述Y₂O₃、Eu₂O₃和V₂O₅中，Y：Eu：V的摩爾比為1:1:1。