[发明专利]锂离子电池正极材料的氧化铝包覆方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极活性材料的制备方法，具体涉及一种锂离子电池正极材料的氧化铝包覆方法。

背景技术

目前得到广泛应用的锂离子电池，其正极材料正经历着不断的更新与改良中。锂离子正极材料有很多体系，目前用于实际应用的主要是锰酸锂，钴酸锂，镍酸锂。但是上述体系都存在着明显的不足，影响了他们的实际应用。镍钴锰酸锂多元电极材料是近年发展起来的新型锂离子电池正极材料，它集中了锰酸锂，钴酸锂，镍酸锂三种材料的有点，受到了研究者广泛的关注。因以相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中的三分之二（或更多）的钴，因此其成本方面具有明显的优势，同时，其可逆容量大，结构稳定，安全性好，具有较高的电导率和热稳定性。

目前，镍钴锰酸锂材料的制备方法主要采用高温固相法和共沉淀法，其中高温固相法，将锂源，镍源，钴源及锰源研磨混合，在1000℃左右高温下煅烧合成，最后经过细磨而成。该方法的不足之处在于：一是固相扩散速度慢，混料难以均匀，产物在结构、组成等方面存在较大的差异，从而导致电化学性能不易控制；二是合成粉体材料堆积密度低，一般做到振实密度仅为1.6～1.8g/cm3,使镍钴锰锂的体积比容量较钴酸锂低得多，使其实际应用受到影响。由于电池中电解液与镍钴锰酸锂正极材料的相互作用，从而使材料的容量衰减，这也是制约镍钴锰酸锂正极材料性能的一个重要原因。其他的锂离子电池正极材料，包括锰酸锂正极材料和磷酸铁锂正极材料，也都存在类似的问题。

发明内容

发明目的：克服现有锂离子电池正极材料生产和改性技术的不足，提供一种能提高比容量并具有较好的循环稳定性的锂离子电池正极材料的氧化铝包覆方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的锂离子电池正极材料的氧化铝包覆方法，包括以下步骤：

1)将正极材料制成粉末并悬浮于硝酸铝溶液中，所述正极材料与九水合硝酸铝的质量比为100:20～25；

2)对步骤1)所得悬浮液不断搅拌，并滴加氨水使溶液中的Al³⁺离子全部以Al(OH)₃的形式沉淀出来；

3)将步骤2)得到的沉淀物过滤，洗涤，并在空气氛围的马弗炉中270～300℃加热3～5h，得到Al₂O₃包覆的正极材料，其中Al₂O₃的质量占物质总质量的2.7～3.3%。

作为优选，所述步骤1)中正极材料与九水合硝酸铝的质量比为100:23。

作为优选，所述步骤3)得到的Al₂O₃包覆的正极材料中Al₂O₃的质量占物质总质量的3%。

为了避免发生团簇现象，所述步骤2)中滴加氨水的速度是10秒每滴。

作为优选，所述正极材料是镍钴锰锂三元材料Li[Li_aNi_bCo_cMn_d]O₂，其中0.33≥a≥0，a+b+c+d=1。

正极材料还可以选用钴酸锂、尖晶石型锰酸锂、层状锰酸锂或磷酸铁锂。

有益效果：本发明提供电池正极材料表面包覆氧化铝的方法，可以明显提高正极材料的循环稳定性能，这是因为Al₂O₃在正极材料表面形成一层非致密的氧化物保护膜，部分阻止了电池中电解液与正极材料的相互作用，从而降低材料的容量衰减，而且氧化铝不会改变材料的结构和形貌，也不会降低材料的充放电比容量。

附图说明

图1是实施例七的正极材料采用本发明的方法包覆前后的XRD图；

图2是实施例七的正极材料采用本发明的方法包覆前的SEM图；

图3是实施例七的正极材料采用本发明的方法包覆后的SEM图；

图4是实施例七的正极材料采用本发明的方法包覆前后的充放电曲线；

图5是实施例七的正极材料采用本发明的方法包覆前后的充放电循环曲线。

具体实施方式