[发明专利]一种ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料、制备方法及用途

说明书

本发明提供一种ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，包括镍钴铝酸锂材料以及包覆在所述镍钴铝酸锂材料表面的ZnO，所述ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的化学式如式(I)所示：(Li_aNi_1‑x‑yCo_xZn_y)_1‑bZn_bO₂，x>0，y>0，1‑x‑y>0，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。该材料的制备方法是先将三元正极材料前驱体Ni_1‑x‑yCo_xZn_y(OH)_2+y烧结；然后将烧结所得物加入锂源进行烧结；最后添加包覆材料ZnO进行烧结，得到目标产物。本发明制备方法合成的ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料具有优良的循环性能。

技术领域

本发明涉及电极材料领域，具体涉及一种ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料、制备方法及用途。

背景技术

镍钴铝三元正极材料具有高能量密度、低温性能好、热稳定性好、成本低以及对环境毒性小等特点，是动力锂离子电池领域最具市场发展前景的正极材料之一。但是由于镍钴铝三元材料在宽的电压范围内会与有机电解质发生强烈的副反应，增加电池在充放电过程中的阻抗，降低材料的循环稳定性。因此，如何得提高镍钴铝三元材料循环稳定性，成为业内亟待解决的问题之一。

发明内容

本方明的目的在于提供一种循环性能优良的ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料及其制备方法，并提供使用该正极材料的锂离子电池及该正极材料的用途。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，包括镍钴铝酸锂材料以及包覆在所述镍钴铝酸锂材料表面的ZnO，所述ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的化学式如式(I)所示：

(Li_aNi_1-x-yCo_xZn_y)_1-bZn_bO₂ (I)

a、b、x、y为摩尔分数，x>0，y>0，1-x-y>0，1≤a≤1.1，0＜b≤0.02。

作为优选，0.03≤x≤0.15，0.01≤y≤0.05，1≤a≤1.05，0＜b≤0.01。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0029。

作为优选，x＝0.15，y＝0.035，a＝1.035，b＝0.0007。

与现有技术相比，本发明提供的ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料，包覆层不参与电化学反应，有效的提高了镍钴铝三元锂离子电池正极材料的结构稳定性，改进了镍钴铝三元锂离子电池正极材料的电化学性能，经过ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料具有更高的容量保持率和更稳定的循环性能。

为解决上述技术问题，本发明还提供了上述ZnO包覆的镍钴铝三元锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、第一次烧结：将三元正极材料前驱体Ni_1-x-yCo_xZn_y(OH)_2+y烧结；烧结时间6-20小时，烧结温度200-1000℃；

步骤(2)、第二次烧结：将所述步骤(1)烧结所得物加入锂源，混合研磨，研磨均匀后，在空气或氧气气氛中进行烧结，烧结时间8-24小时，烧结温度500-1000℃，烧结完成后，以0.01-2.5℃/min降温速率降至室温；