[发明专利]一种离子掺杂和表面包覆共同修饰锂离子电池正极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池正极材料技术领域，尤其是一种离子掺杂和表面包覆共同修饰锂离子电池正极材料及其制备方法。

背景技术

随着储能电站和新能源汽车的大力发展，锂离子电池的研发和应用，迎来了高速发展的时期；对于以锂离子电池为动力源泉的新能源汽车，其能量密度仍然无法与传统的燃油汽车相媲美，使得对低成本、高能量密度的锂离子电池的研发，成为了当前锂电池领域不断研究的焦点。

正极材料是锂离子电池的关键组成部分，其性能的优良与否，在很大程度上，决定了锂离子电池性能的好坏，为了能够获得高能量密度的锂离子电池，一方面可以提高工作电压，另一方面可以选用具有较高比容量的正极材料，如采用比传统的钴酸锂或者广泛使用的磷酸铁锂具有更高比容量的镍钴锰酸锂(LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，以下简称NCM三元材料)材料，成为当前关注的焦点，而且也是最具有在锂离子电池材料领域发展潜力的。但是，在实际充放电过程中，NCM三元材料与电解液处于热力学不稳定状态，极易发生氧化还原反应，导致NCM材料中部分金属离子溶解到电解液中，正极结构遭受破坏，导致电池性能下降，因此，提高正极NCM三元材料在充放电过程中的结构稳定性，降低NCM材料与电解液之间的反应程度，是提高锂离子电池性能的关键。

基于此，本研究者针对锂离子正极材料材料的性能进行研究，经过对锂离子正极材料进行修饰处理，使得锂离子电池正极材料的性能优异，为锂离子电池正极材料提供了一种新思路。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种离子掺杂和表面包覆共同修饰锂离子电池正极材料及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

一种离子掺杂和表面包覆共同修饰锂离子电池正极材料，是将正极活性材料采用Nb离子掺杂，使得其形成颗粒物质，并在颗粒物质表面采用具有快速传导锂离子能力的包覆剂包覆在正极活性材料表面而成。

所述的正极活性材料是镍钴锰酸锂材料。

所述的镍钴锰酸锂材料为LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂，LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂，LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂，LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂，LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂中的一种。

所述的镍钴锰酸锂材料为球形颗粒、类球形颗粒、棒状或者片状。

所述的包覆剂0.035Li₂O·BPO₄。

所述的包覆剂包覆是将包覆剂经过原位生长在被Nb离子掺杂的正极活性材料表层。

所述的采用Nb离子掺杂，掺杂后金属元素Nb的摩尔含量为0.005～0.2％。

所述的包覆剂，包覆后，占锂离子电池正极材料总质量的0.02～5％。

所述的包覆剂包覆，厚度为5～50nm。

本发明创造的目的之二是还提供上述的离子掺杂和表面包覆共同修饰锂离子电池正极材料制备方法，包括以下步骤：