[發(fā)明專利]一種SeS2

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110849941.2
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113488631A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭鋒華;儲有奇;潘齊常;王紅強(qiáng);李慶余
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西師范大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 陸夢云

本發(fā)明公開了一種SeS₂包覆的高鎳三元正極材料及其制備方法，所述正極材料為SeS₂包覆的LiNi_1?xyCo_xMn_yO₂復(fù)合材料，所述方法為：將Ni_1?x?yCo_xMn_y(OH)₂三元前驅(qū)體和鋰源均勻混合后，在氧氣氛圍下熱處理，得到LiNi_1?x?yCo_xMn_yO₂正極材料，然后將單質(zhì)硫和硒和LiNi_1?x?yCo_xMn_yO₂在惰性氣氛下煅燒，并發(fā)生反應(yīng)獲得SeS₂包覆LiNi_1?x?yCo_xMn_yO₂正極材料。這種表面改性能提高層狀LiNi_1?x?yCo_xMn_yO₂結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，抑制氧氣的析出，從而有效的提高材料的循環(huán)性能以及抑制正極材料循環(huán)過程中過渡金屬溶解。這種制備方法簡單、成本低、環(huán)境友好，適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池電極材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種SeS₂包覆的高鎳三元正極材料及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池是目前市場上應(yīng)用最廣泛的可移動儲能設(shè)備、發(fā)展迅猛且發(fā)展空間十分巨大，并一躍成為目前最先進(jìn)的儲能系統(tǒng)，小到通訊設(shè)備，大到電動汽車等大型運(yùn)輸工具，都有鋰離子電池的身影。但不幸的是，隨著鋰離子電池不斷融入生活的方方面面，鋰離子電池也遭遇了發(fā)展的頸瓶，隨著各個行業(yè)的深入發(fā)展，比如輕軌動車的繼續(xù)發(fā)展對鋰離子電池的續(xù)航能力、輸出電壓等性能都有極高的要求，因此，鋰離子電池需要進(jìn)一步升級和優(yōu)化，才能適應(yīng)新興行業(yè)對移動儲存能源日益升高的需求。

正極材料對鋰離子電池的性能具有直接和顯著的影響，因此許多研究人員致力于實(shí)現(xiàn)大容量，快速充電/放電速率和長壽命的陰極。在這方面，具有約200 mAh g^-1的可逆容量和低成本的高鎳層狀氧化物，已引起越來越多的關(guān)注。然而，在鋰離子脫嵌過程中，Ni陽離子不可逆地遷移到Li平板上（即，陽離子混合）很容易導(dǎo)致LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂從層狀相（R-3m）到尖晶石狀（Fd-3m）和巖鹽相（Fm-3m）結(jié)構(gòu)降解，另外，LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂材料在空氣中顯示出快速的水分和二氧化碳吸收，這是由于將Ni³⁺還原為Ni²⁺以及表面上的Li₂O/LiOH的合成鋰雜質(zhì)而導(dǎo)致的活性氧種類引起的，這種吸收不僅會導(dǎo)致陰極漿料凝膠化的高鎳顆粒的高pH值，而且會導(dǎo)致電化學(xué)惰性的Li₂CO₃/LiOH層阻塞鋰離子的傳輸通道，鋰鹽NiO相和Li₂CO₃/LiOH層在鋰離子的嵌入/脫出過程中均無電化學(xué)活性，這導(dǎo)致正極高電阻和嚴(yán)重的容量降低。為了有效緩解上述不可避免的鋰雜質(zhì)和相變所引起的關(guān)鍵問題，表面涂層策略已顯示出巨大的潛力，可以改善高鎳層狀氧化物的電化學(xué)性能并且可以抵抗HF的腐蝕。