[發明專利]改性三元正極材料及其包覆改性方法

有效

• 申請號: 202210217710.4
• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114335548B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 陳德賢;張彬;范未峰;王政強;張鄭;袁海濤
• 申請（專利權）人: 宜賓鋰寶新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

本發明公開了改性三元正極材料及其包覆改性方法。改性包覆方法，包括：將三元正極材料加入至無鈷正極材料溶膠中混合均勻，然后依次進行干燥、燒結；三元正極材料為LiNi_xCo_yMn_1?x?yO₂，無鈷正極材料溶膠中的無鈷正極材料為LiNi_mMn_1?mO₂，包覆層中的Ni含量不高于主體中的鎳含量，即m≤x；無鈷正極材料溶膠中的無鈷正極材料的粒徑范圍為50~300nm。改性三元正極材料，采用上述無鈷正極材料包覆改性三元正極材料的方法制得。改性三元正極材料，具有有效穩定的界面層，電極/電解液的界面反應小，材料循環性能好，容量高，金屬溶出少，DCR增長小。

技術領域

本發明涉及鋰電材料技術領域，具體而言，涉及改性三元正極材料及其包覆改性方法。

背景技術

三元正極材料已廣泛應用于移動式設備和電動汽車領域，然而三元材料在循環過程中普遍會出現DCR增加過快以及循環性能劣化的影響，主要原因在于：1、電極/電解液的界面反應導致界面阻抗增加；2、傳統包覆的無機惰性包覆層，包覆后增加材料本征的內阻，且由于包覆層為鋰離子非活性層，在一定程度上影響了鋰離子在材料本體的嵌入和脫出。現階段常用固相法包覆沒有電化學活性的氧化物作為穩定界面的包覆層沒有從根本上解決材料的循環過程中性能劣化問題。氧化物固相法包覆有以下幾個缺陷：1、形成的包覆層為島狀結構且不均勻，不能有效的抑制電極/電解液的界面反應；2、包覆層為惰性層無電化學活性，包覆后在一定程度上降低了材料的容量，導致材料在循環過程中的極化。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供改性三元正極材料及其包覆改性方法。

本發明是這樣實現的：

第一方面，本發明提供一種無鈷正極材料包覆改性三元正極材料的方法，包括：

將三元正極材料加入至無鈷正極材料溶膠中混合均勻，然后依次進行干燥、燒結；

三元正極材料為LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂（0＜x＜1,0＜y＜1），無鈷正極材料溶膠中的無鈷正極材料為LiNi_mMn_1-mO₂（0＜m＜1），即m≤x；

無鈷正極材料溶膠中的無鈷正極材料的粒徑范圍為50~300nm。

在可選的實施方式中，干燥方式為噴霧干燥。

在可選的實施方式中，無鈷正極材料溶膠中固含量為15~65%。

在可選的實施方式中，無鈷正極材料溶膠中無鈷正極材料與三元正極材料的質量比為0.2~10%。

在可選的實施方式中，燒結溫度為200~800℃，燒結氣氛為空氣或氧氣氣氛，燒結時間為5~20h。

在可選的實施方式中，將三元正極材料加入至無鈷正極材料溶膠中混合均勻之前還包括制備無鈷正極材料溶膠，制備方法包括：

將無鈷正極材料、分散劑和絮凝劑與水混合，混合后使混合體系中固含量為15~65%。

在可選的實施方式中，無鈷正極材料、分散劑以及絮凝劑的質量比為1:1.5~2.5:2.5~3.5；

優選地，分散劑選自十六烷基三甲基溴化銨、月桂基兩性醋酸鈉、硬脂酰乳酰乳酸銨和椰油基羥乙基磺酸鈉中至少一種；

優選地，絮凝劑選自聚乙烯醇和檸檬酸中至少一種。

在可選的實施方式中，制備無鈷正極材料溶膠之前還包括制備無鈷正極材料，制備方法包括：