[发明专利]改性正极材料、其制备方法及锂离子电池

说明书

本发明公开了一种改性正极材料的制备方法，其包括以下步骤：将亚磷酸溶解于有机醇溶剂中，形成亚磷酸醇相溶液；加入正极材料，搅拌并分散均匀，获得浆料；将浆料烘干得到干燥粉末；以及将干燥粉末置于空气或氧气气氛下焙烧，冷却后获得具有均匀包覆层的改性正极材料。相对于现有技术，本发明通过对正极材料进行改性，可有效改善材料的首次充放电效率和放电比容量，提升材料的循环性能，本发明改性正极材料的制备方法简单、生产成本低，适用于工业化生产。此外，本发明还公开了一种改性正极材料以及使用改性正极材料的锂离子电池。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，更具体地说，本发明涉及一种改性正极材料、其制备方法及锂离子电池。

背景技术

正极材料尤其是高镍正极材料普遍存在表面游离锂过高的问题，过高的游离锂会导致材料在匀浆过程中容易形成胶冻，影响涂布，最终导致锂离子电池可逆容量的损失和循环性能的下降。

在现有技术中，虽然有多种方法除去正极材料中的部分游离锂，但是，在除去部分游离锂的同时或多或少对其他性能产生不利影响，如比表面的过大增加、循环性能的下降和比容量的降低等。

常用的方法主要有以下几种：1)用水洗的方法来降低表面游离锂含量，这种方法虽然可以降低游离锂的含量，提升循环性能，但是副作用明显，水洗后材料的比容量损失较多，比表面增大使得其与电解液的接触面增大，最终导致更多副反应的发生。2)通过使用固相混合后进行二次烧结进行包覆，这种方法的缺点是正极材料表面不能很好的均匀包覆，性能提升的效果有限。3)通过水相包覆再进行二次烧结，这种方法虽然可以在材料表面进行均匀包覆并提升循环性能，但是正极材料的首次充放电效率下降较大，且不适合高镍材料的包覆。

有鉴于此，确有必要提供一种在不影响正极材料首次充放电效率的前提下，进一步提升材料的循环性能的改性正极材料的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种在不影响正极材料首次充放电效率的前提下，进一步提升材料的循环性能的改性正极材料的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种改性正极材料的制备方法，其包括以下步骤：

将亚磷酸溶解于有机醇溶剂中，形成亚磷酸醇相溶液；

加入正极材料，搅拌并分散均匀，获得浆料；

将浆料烘干得到干燥粉末；以及

将干燥粉末置于空气或氧气气氛下焙烧，冷却后获得具有均匀包覆层的改性正极材料。

作为本发明改性正极材料的制备方法的一种改进，所述有机醇为甲醇、乙醇、丙醇中的一种或几种，优选为乙醇。

作为本发明改性正极材料的制备方法的一种改进，所述亚磷酸的加入量为所述正极材料质量的0.02％～1％。

作为本发明改性正极材料的制备方法的一种改进，所述有机醇与所述正极材料的质量比为0.1～2。

作为本发明改性正极材料的制备方法的一种改进，所述正极材料为LiNi_xM_1-xO₂，其中，0.5≤x<1，M为Co、Mn、Al中的一种或几种。

作为本发明改性正极材料的制备方法的一种改进，所述干燥温度为70～120℃。

作为本发明改性正极材料的制备方法的一种改进，所述焙烧温度为200～700℃，时间为1～10h。

本发明的另一个目的在于：提供一种具有理想比容量和循环性能的改性正极材料。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种改性正极材料，其根据前述改性正极材料的制备方法制备。