[发明专利]一种改性高镍三元正极材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种改性高镍三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：按质量比1:（0.05‑0.1）准确称取高镍三元材料和镧铁硅，再加入去离子水，超声并搅拌后，经过滤干燥，得到镧铁硅包覆的高镍三元材料前驱体；将所得镧铁硅包覆的高镍三元材料前驱体在高纯氧气气氛中煅烧，自然冷却，得到改性高镍三元正极材料。本发明制备的改性高镍三元正极材料具有较好的电子导电率和化学稳定性；且本发明的工艺简单，无环境污染，成本低廉，得到的产物纯度高，性能稳定，适用于大规模产业化生产。

技术领域

本发明涉及锂电池材料技术领域，特别是一种改性高镍三元正极材料的制备方法。

背景技术

高容量、低成本的高镍三元锂离子电池正极材料LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂(x≥0.8)成为目前最具应用前景的锂离子动力电池正极材料，三元材料的容量随着镍含量的提高而增高，但是相应的材料表面的游离锂含量也增加，导致材料残碱度较高，其表面结构在锂离子反复脱嵌过程中会遭到破坏，并与电解液反应，导致循环性能差。因此通过水洗降低材料表面残碱，同时对材料表面进行包覆来提高材料稳定性，提升材料的首效、容量及循环性能。

镧铁硅基材料，晶体结构为NaZn₁₃型晶体结构，属于Fm3c（O_h⁶）空间群，在其晶胞中，La和Fe原子数比1:13，Fe原子以1:12的比例占据两种不同的晶体位Fe^Ⅰ（8b）, Fe^Ⅱ（96i）。每个单胞中包含8个分子式LaFe13。La和Fe^Ⅰ形成CsCl结构，La原子被24个Fe^Ⅱ原子包围。Fe^Ⅰ原子被组成二十面体的12个Fe^Ⅱ原子包围，其配位环境类似于具有面心立方结构的γ-Fe。Fe^Ⅱ原子被9个最近邻的Fe^Ⅱ原子和一个Fe^Ⅰ原子包围。在La（Fe,M）晶胞中，Si原子占据的位置是晶胞中的Fe^Ⅱ原子的位置。镧铁硅基材料具有较高的电子导电性和热稳定性。

发明内容

本发明的目的在于基于现有技术的不足，提供一种改性高镍三元正极材料的制备方法，以获得具有较好的电子导电率和化学稳定性的改性高镍三元正极材料。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种改性高镍三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按质量比1:（0.05-0.1）准确称取高镍三元材料和镧铁硅，再加入去离子水，超声并搅拌后，经过滤干燥，得到镧铁硅包覆的高镍三元材料前驱体；

S2、将步骤S1所得镧铁硅包覆的高镍三元材料前驱体在高纯氧气气氛中煅烧，自然冷却，得到改性高镍三元正极材料。

优选的，所述高镍三元材料的分子式为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，所述x的取值范围为0.80-0.90，y的取值范围为0.01-0.10。

优选的，所述镧铁硅的分子式为LaFe_13-aSi_a，所述a的取值范围为1.2-2.0。

优选的，所述步骤S1中去离子水和高镍三元材料的质量比为（1-5）：1。

优选的，所述步骤S1中超声并搅拌的时间为0.5-3h。

优选的，所述步骤S2中煅烧温度为500-600℃，时间为10-20h。

本发明的有益效果如下：