[发明专利]双层包覆锂离子电池正极材料LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2及其制备方法

说明书

本发明属于锂离子电池正极材料的制备技术领域，具体提供双层包覆锂离子电池正极材料LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂，其中，Li₃VO₄与PPy的包覆量均为1～5wt％；Li₃VO₄是一种锂快离子导体，包覆Li₃VO₄不仅可以提供保护层，而且可以提供锂快离子导体，包覆Li₃VO₄不仅可以提供保护层，而且可以提供锂快离子导体，增强材料的离子导电性，并弥补SEI和CEI膜形成时消耗的锂离子，改善材料的循环性能；PPy是一种快电子导电材料，包覆PPy不仅可以提供第二保护层，而且可以提高材料的电子导电性。Li₃VO₄和PPy的双层包覆，既提高了离子导电性，同时又提高了电子导电性，这不仅使该正极材料具有了超高的倍率放电性能，而且使该正极材料具有了较高的放电比容量，双包覆层还能更加有效抑制HF对正极材料的侵蚀作用，使该正极材料具有了优异的高电压循环稳定性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料的制备技术领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法，该正极材料具有如下化学式LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂@Li₃VO₄@PPy，其中包覆Li₃VO₄@PPy的质量分别为母体材料LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂的1～5wt％(质量比)。

背景技术

随着传统的化石能源匮乏以及环境污染、气候变暖等问题日益加剧，环境友好的新型能源技术也成了目前开发和应用的热点之一；其中，锂离子电池凭借着其具有高的能量密度、较小的自放电、优异的循环性能以及无记忆效应等特点成为了当下新能源汽车产业中的动力电池领域至关重要的一部分。

锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液构成。目前锂离子电池正极材料能实现工业化的主要有：钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元正极材料(NCM、NCA)。三元正极材料是当下在动力锂离子电池正极材料中最有市场竞争力的正极材料，三元正极材料NCM通过提高Ni的含量以及通过Co和Mn的结构稳定性形成的三元协同效应，从而在容量提升的同时减小对材料的循环稳定性的影响；为了满足了市场对正极材料能量密度的需求，三元正极材料正向高镍(Ni≥0.6)方向发展。在实际商业化的应用过程中，为了实现能量密度的进一步提高，对三元正极材料的截至电压提出了更高的要求，但是在高电压下电解液分解加剧，产生的HF会溶解过渡金属离子导致正极材料的结构坍塌，三元正极材料的循环稳定性急剧下降，安全性也受到挑战。

发明内容