[发明专利]镍钴铝酸锂正极材料的制备方法及锂离子电池

说明书

本发明揭示了一种镍钴铝酸锂正极材料的制备方法及锂离子电池，镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：将锂盐和钨源按照摩尔比Li：W＝(1.8～2.2)：(0.9～1.1)加入到去离子水中并搅拌，得到处理溶液；将至少含有镍钴铝酸锂的正极材料加入到处理溶液中，并在第一指定温度下混合搅拌，直到去离子水完全蒸发，得到中间产物；将中间产物进行干燥；将干燥后的中间产物在第二指定温度下、氧气气氛中进行烧结，并冷却至温室，得到钨酸锂包覆的至少含有镍钴铝酸锂的正极材料。该镍钴铝酸锂正极材料的制备方法可提高镍钴铝酸锂正极材料的倍率、循环、安全等性能。

技术领域

本发明涉及到锂离子电池技术领域，特别是涉及到一种镍钴铝酸锂正极材料的制备方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池已广泛应用于3C产品、电动汽车、储能等领域，尤其是近年来电动汽车的快速发展，对正极材料的要求越来越高，为达到电动汽车更长续航里程的目标，要求锂离子电池具有更高的能量密度；三元正极材料镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂具有比容量高、价格适中等优点，引起了广泛关注，被认为是最有前途的锂离子电池正极材料之一，已成为新能源汽车(特别是乘用车型)用锂离子动力电池的首选正极材料，也成为现阶段产业界的开发重点。

基于电芯安全性能和寿命的考虑，当前三元动力电池主要采用333、442和523这几个Ni含量相对较低的镍钴锰酸锂系列材料，但由于目前的插电式混合动力汽车和纯电动汽车对能量密度的要求越来越高，因此622、811系列镍钴锰酸锂材料以及镍钴铝酸锂材料越来越受到重视。

目前常规的镍钴铝酸锂材料虽然能量密度很高，但在充放电过程中，镍钴铝酸锂正极材料与电解液界面会发生强烈的副反应，使得电池阻抗增加，电化学性能降低，且其表面的Li₂CO₃会发生分解产气，导致安全性问题比较突出。

针对镍钴铝酸锂正极材料存在的以上问题，学术界和业界主要通过选择合适的掺杂元素和包覆元素等方式来改善锂离子电池正极材料的电化学性能和安全性能，如中国发明专利申请CN201410183175.0公开了一种氧化钛包覆的多元正极材料的制备方法，其通过合成掺杂有稀土元素Tb、氧化钛包覆的镍钴铝酸锂正极材料，提高了结构稳定性、能量密度和循环性能，但该金属氧化物包覆层存在锂离子传导性较差的问题，使得正极材料的倍率性能下降；又如中国发明专利申请CN201710752144.6公开了一种氧化铟或掺锡氧化铟包覆的正极材料及其制备方法，氧化铟的电子导电性优，提高了材料的循环性能，但该包覆层的离子传导性不佳，不利于锂离子传输，使得正极材料的倍率性能下降。

因此，如何提高镍钴铝酸锂正极材料的倍率、循环、安全等性能，进而提高锂离子电池的倍率、循环、安全等性能是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种镍钴铝酸锂正极材料的制备方法及锂离子电池，该镍钴铝酸锂正极材料的制备方法可提高镍钴铝酸锂正极材料的倍率、循环、安全等性能。

本发明提出一种镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：

将锂盐和钨源按照摩尔比Li：W＝(1.8～2.2)：(0.9～1.1)加入到去离子水中并搅拌，得到处理溶液；

将至少含有镍钴铝酸锂的正极材料加入到处理溶液中，并在第一指定温度下混合搅拌，直到去离子水完全蒸发，得到中间产物；

将中间产物进行干燥；

将干燥后的中间产物在第二指定温度下、氧气气氛中进行烧结，并冷却至温室，得到钨酸锂包覆的至少含有镍钴铝酸锂的正极材料。

进一步地，将锂盐和钨源按照摩尔比Li：W＝(1.8～2.2)：(0.9～1.1)加入到去离子水中并搅拌，得到处理溶液的步骤之前，还包括采用溶胶凝胶法制取至少含有镍钴铝酸锂的正极材料的步骤，该步骤包括：