[发明专利]一种双氧化合物包覆的多元高镍正极材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种双氧化合物包覆的多元高镍正极材料及其制备方法，属于锂电池正极材料技术领域。它解决了现有正极材料循环稳定性和倍率性能不高等问题，一种双氧化合物包覆的多元高镍正极材料，包括多元高镍正极材料和包覆层，包覆层由氧化硅和氧化钛构成，多元高镍正极材料的化学分子式为Li_1‑xNa_x(Ni_yCo_zM_1‑y‑z)O₂，其中0.01<x<0.05，y+z≥0.8，多元高镍正极材料的平均粒径为8‑12μm。

技术领域

本发明属于锂电池正极材料的技术领域，涉及一种双氧化合物包覆的多元高镍正极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、功率密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点，已经广泛应用在手机、笔记本电脑等便携式电子产品中，并在动力电池、风光发电和储能领域也表现出巨大的应用前景。然而随着应用领域的越来越广泛，对组成锂离子电池的材料也要求越来越高。正极材料作为锂离子电池重要的核心材料，对电池性能的发挥具有决定性作用，尤其是在当前新能源汽车迅速发展下，对电池的能量密度要求越来越高。LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)等高镍正极材料由于价格相对较低，比容量高是当前研究的热点，也是当前最有望规模应用在高比能电池上的材料。但是高镍正极材料普遍存在热稳定性，充电过程中易发生不可逆相变及Li/Ni阳离子混排等缺点，导致其在使用过程中电化学性能迅速衰减。因此，要想高镍正极材料能广泛实际应用，需要通过优化制备方法或者对其进行改性。

目前，对于锂离子正极材料的表面包覆物质包括单层的SiO2、B2O3、Al2O3、AlPO4、AlF3、LiAlO2、TiO2、ZrO2、碳、石墨烯、V2O5、Y2O3等。的确单一的包覆物质可以提升材料的性能。但是并不能达到倍率性能和性能同时提升。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种双氧化合物包覆的多元高镍正极材料，本发明的第二个目的是提供一种双氧化合物包覆的多元高镍正极材料的制备方法。

本发明的第一个目的可通过下列技术方案来实现：一种双氧化合物包覆的多元高镍正极材料，其特征在于，包括多元高镍正极材料和包覆层，所述的包覆层由氧化硅和氧化钛构成，所述的多元高镍正极材料的化学分子式为Li_1-xNa_x(Ni_yCo_zM_1-y-z)O₂，其中0.01&lt;x&lt;0.05，y+z≥0.8，所述多元高镍正极材料的平均粒径为8-12μm。

本发明的第二个目的可通过下列技术方案来实现：一种双氧化合物包覆的多元高镍正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)称取一定计量比的Ni(CH3COO)2·4H2O、Co(CH3COO)2·4H2O、M的盐或者氧化物加入乙醇中，然后搅拌适当时间，得到混合盐溶液；

(2)向步骤(1)所得混合盐溶液中加入一定比例的LiOH·H2O和Na2CO3，搅拌至形成均一溶液；

(3)向步骤(2)所得溶液中加入一定量的聚合剂，在适当温度的温度下搅拌混合一定时间，然后再在一定的温度下反应一定时间；

(4)将步骤(3)反应完毕的溶液在烘箱中干燥；

(5)将步骤(4)干燥后的的物质在一定的制度下烧结、过筛即为多元高镍正极材料。

(6)将步骤(5)中的多元高镍正极材料加入到无水甲醇中，搅拌超声分散均匀，得到浑浊液；

(7)将钛源和硅源按比例加入到无水甲醇中，得到分散液；