[发明专利]一种铬酸铬包覆三元正极材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种通过铬酸铬(Cr₂(Cr₂O₇)₃)包覆层状正极材料的方法，属于锂离子电池技术领域，该层状正极材料的化学通式是：Li(Ni_xCo_yMn_1‑x‑y)O₂，其中0.5≤x≤0.6，y＝0.2，0.2≤1‑x‑y≤0.3。该方法首先将三氧化铬溶于去离子水中，然后加入三元正极材料，再进行超声分散、干燥、热处理等步骤，获得铬酸铬包覆镍钴锰三元正极材料。本发明提供的方法既可以改善层状三元正极材料的循环性能，又可以提高三元材料的首次库伦效率，具有制备方法简单可行、通用性强的优点。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种铬酸铬包覆三元正极材料的制备方法。

背景技术

层状镍钴锰氧化物LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂是目前工业上应用最广泛的锂离子电池正极材料之一。近年来，由于高镍含量LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(1-x-y≥0.5)正极材料，如LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.5O₂(NCM523)，LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)等具有容量高，成本低等突出优点而备受关注。但是，高镍含量的层状正极材料存在长期循环中的容量衰减和首次充放电库伦效率低等问题。

到目前为止，有不少文献报道了通过包覆可以改善高镍三元层状正极材料的循环性能，但是很少文献涉及如何提高该类型材料首次库伦效率的方法。例如，Yang X Q,TangZ F,Wang H Y等(Ionics,2016,22(11):2235-2238)通过表面包覆Li₂TiO₃，Zang M,Hu G,WuL等(Electrochimica Acta,2017,232:80–88)通过表面包覆TiO₂，Hu G,Zhang M,Wu L等(Electrochimica Acta,2016,213:547-556)通过表面包覆Li₂SnO₃改善了LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.5O₂(NCM523)的循环稳定性；Wang L,Mu D B,Wu B R等(ElectrochimicaActa,2016，806-813)通过表面包覆Li₂SiO₃，Liu S,Wu H,Huang L等(Journal of AlloysCompounds,2016,674:447-454)通过表面包覆Li₂Si₂O₅改善了LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(NCM622)的循环稳定性。尽管这些报道通过在材料表面包覆不同化合物提高了高镍层状正极材料的循环性能，但是这些方法对改善首次库伦效率均没有明显的效果。

针对上述方法的缺陷，本专利提出了一种通过包覆铬酸铬(Cr₂(Cr₂O₇)₃)改善高镍层状正极材料电化学性能的方法。该方法既能提高正极材料的首次库伦效率，又能改善材料的循环性能，制备方法简单易行，通用性强。

发明内容