[发明专利]一种高电压锂离子电池正极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域中电池正极材料的制备方法，具体涉及一种锂离子电池正极材料LiNi_1-x-y Co_xMn _yO₂/Z/LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂及其制备方法。

技术背景

LiNi_1-x-y Co_xMn _yO₂是具有层状结构的过渡金属氧化物，由于其资源丰富、价格低廉、且具有较高的比容量等优点，故被认为是最有希望取代目前已经商业化的LiCoO₂的正极材料之一。但日益发展的数码产品市场竞争日益激烈，同时对材料的容量要求也越来越高，对成本控制也提出了更高的要求，目前中国的电动自行车市场发展非常的快，因此对循环性能、安全性能和容量的要求都提出了更高的要求。

在其它条件不变的情况下，提高电池的充放电电压便能提高材料的克容量，便是很好的途径。LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂在2.75-4.25V条件下，1C比容量达到155mAh/g，2.75-4.35条件下，1C比容量达到168mAh/g，在4.45V下可以超过190，克容量超过180mAh/g将不再是只有NCA等高镍材料才能涉足的领域。而成功的制备出能量密度接近或者超过中高端钴酸锂的三元材料，又是市场所期待的。但提高材料充放电电压时，材料的循环性能很差，这是因为高电压条件下材料的结构发生了坍塌，以及高电压条件下材料表面界面对电解液产生了副反应，同时界面也发生了氧化，因此在对材料LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂表面包覆一层LiNi_1/3Co_/3Mn_1/3O₂，同时再进行掺杂氧化物，既保证了材料表面结构稳定，同时高电压条件下材料的内部结构不会发生结构的破坏。

发明内容

为解决上述技术问题本发明提供一种采用包覆LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂和掺杂金属相结合的方法制备高电压正极材料LiNi_1-x-y Co_xMn_yO₂/Z/LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂的方法，0＜x≤0.10,0<y≤0.10,，这种锂离子电池正极材料的平均粒径在4到20μm之间，BET比表面积在0.2到1.0m²/g之间。

一种锂离子电池正极材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按摩尔比Ni：Co：Mn以0.3：0.3：0.3配置Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺混合溶液。

（2）以氨水为络合剂，氢氧化物为沉淀剂，将步骤（1）制成的镍钴锰混合液与氨水、氢氧化物用泵连续的输入到一定浓度的LiNi_1-x-y Co_xMn _yO₂/Z混合液中，先后经过搅拌、沉淀、分离、干燥得其氢氧化物共沉淀前躯体：Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3(OH)₂包覆LiNi_1-x-yCo_xMn _yO₂/Z的复合物。