[发明专利]一种锂电池三元正极材料的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池三元正极材料的制备方法。

【背景技术】

目前的锂离子电池主要有磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池及其三元电池，而三元电池以其能量密度高、循环寿命好、环境友好及其价格低廉等优点而迅速受到市场的青睐，并应用于数码电池、电动汽车等领域，但纯三元动力电池产气问题比较严重，电芯的安全性一直是个很大的技术挑战，导致纯三元动力电池难以通过针刺和过充等测试条件。

表面包覆是近年来改善锂离子电池正极材料电化学性能的一种新技术，通过包覆可减少材料中活性元素与电解液接触，但又不阻碍锂离子的嵌入和脱出。然而常用的包覆物质大多非化学活性，不具备锂离子通道，会在一定程度上阻碍锂离子的传输影响其电化学性能。

【发明内容】

本发明提出一种采用非晶磷酸铁(FePO₄)进行包覆处理，改善结构稳定性，提高安全及循环性能的锂电池三元正极材料的制备方法；该方法具有工艺简单、操作方便，产品性能一致性高的优点。

本发明提供的一种锂电池三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：

1)配置一定浓度的硝酸铁(Fe(NO₃)₃)溶液，搅拌下缓慢加入一定比例的LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(0＜x＜1，0＜y＜1)，搅拌一段时间后超声，按照化学计量比滴加一定浓度的(NH₄)₂HPO₄溶液，继续搅拌4-8h；

2)将步骤1)获得的溶液过滤，用去离子水洗涤后在80-120℃下干燥14-24h；

3)将步骤2)干燥后获得的粉末在250-400℃的空气气氛中保温4-6h后自然冷却至室温。

在一个优选实施方式中，步骤1)中，硝酸铁的摩尔浓度为0.01-0.1mol/L。

在一个优选实施方式中，步骤1)中，按照FePO₄与LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂质量比为0.001～0.1的比例加入LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂。

在一个优选实施方式中，步骤1)中，(NH₄)₂HPO₄溶液的摩尔浓度为0.01-1mol/L。

在一个优选实施方式中，可用NH₄H₂PO₄溶液替代(NH₄)₂HPO₄溶液。

在一个优选实施方式中，步骤1)中，LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂加入硝酸铁溶液后搅拌30min后超声。

本发明提供的锂电池三元正极材料的制备方法中采用具有锂离子存储特性的FePO₄做包覆层，在改善材料循环性能的同时不会造成明显的容量损失。尤其是非晶态的FePO₄，由于具有多孔结构，有利于锂离子脱嵌，使其具有更好的可逆性；此外，还可以降低制备时材料表面残碱含量，并抑制在储存过程中残碱的进一步增加，有效降低材料的碱度，电池产气问题也得到一定程度降低，从而改善了电池的安全性。

【附图说明】

图1为本发明实施例1制备的锂电池三元正极材料的XRD图。

图2为本发明实施例1制备的锂电池三元正极材料的SEM图。

图3为本发明实施例1制备的锂电池三元正极材料的循环性能曲线图。

【具体实施方式】

本发明提供一种锂电池三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：