[发明专利]一种镍钴锰酸锂正极材料的聚苯胺包覆改性方法

说明书

一种镍钴锰酸锂正极材料的聚苯胺包覆改性方法，按质量比1:1～16:1称取LiNi_xCo_yMn_zO₂粉末和苯胺单体，将乳化剂溶解于去离子水中，然后加入LiNi_xCo_yMn_zO₂粉末材料，磁力搅拌并用超声波发射器进行充分分散，得到溶液A；将苯胺单体加入到酸溶液中，搅拌得到溶液B；将溶液B加入到溶液A中搅拌后，加入酸调节溶液pH，再继续磁力搅拌，得到溶液C；按质量比苯胺单体：氧化剂＝1:2～1:5称取氧化剂，将氧化剂加入到酸溶液中，搅拌得到溶液D；将溶液D滴加到溶液C中，于反应釜中磁力搅拌后将反应产物抽滤，并用去离子水和乙醇洗涤后进行真空干燥，即得到聚苯胺包覆改性的镍钴锰酸锂复合正极材料PAN‑LiNi_xCo_yMn_zO₂。将本发明得到的复合正极材料用于制备锂离子电池，具有较高的充放电比容量和循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及对镍钴锰酸锂正极材料采用聚苯胺包覆改性的方法。

背景技术

随着工业化程度的提高以及人类社会的不断进步，寻求新能源材料已经成为21世纪以来人类急需解决的重大发展问题之一。在对新能源的探索和研究过程中，化学能源逐渐成为人类关注的焦点。锂离子电池由于工作电压高、高容量、对环境污染小及循环寿命长等优点，已经广泛的应用于移动电话、笔记本电脑等高档电器中。想要在锂离子电池方面有新的突破，就必须开发包括新一代正极材料体系在内的新型电极材料体系。而三元材料由于减少了Co的使用，降低了成本，实际放电比容量也更高，被认为是能够替代LiCoO₂的第二代绿色锂离子电池正极材料。

对层状镍系锂离子电池正极材料(LiNi_xCo_yMn_zO₂)来说，虽然拥有高的比容量、热稳定性好、价格低廉、低毒性等优点，但也存在不足之处，如在充放电过程中容量衰减快、循环性能及倍率性能较差，这些缺点阻碍了它的大规模运用。为了改善它的电化学性能，人们通常对其进行改性处理。对LiNi_xCo_yMn_zO₂进行表面包覆，减小材料颗粒与电解液的接触面，抑制材料表面副反应的发生，使LiNi_xCo_yMn_zO₂的界面具有更优的电化学性能和稳定性能，同时也提高材料的表面导电率，进而提高材料的倍率性能，最终使LiNi_xCo_yMn_zO₂正极材料的电化学性能得到改善。

目前对镍钴锰三元正极材料的表面包覆改性处理，包覆层主要有三类：1)金属氧化物(三氧化二铝、二氧化锆、二氧化铬、二氧化钛、氧化镁、氧化锌、氧化铜、五氧化二钒等)；2)金属氟化物(三氟化铝、氟化锂、氟化钙等)；3)磷酸盐(磷酸铝、磷酸锂、磷酸锌、磷酸铁锂、磷酸铁钴等)。以上三类方法存在以下不足：1)包覆后电极材料整体的过电位会被提高，从而降低了材料的比容量；2)包覆材料本身的电导率较差，包覆后，正极材料整体的导电性得不到较大提高；3)包覆层厚薄不均匀，导致电极材料的电化学性能难以保证。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种镍钴锰酸锂正极材料的聚苯胺包覆改性方法，以提供一种具有较高的充放电比容量和循环性能的用于制备锂离子电池的正极材料。

本发明采取的技术方案如下：

一种镍钴锰酸锂正极材料的聚苯胺包覆改性方法，具体步骤为：