[发明专利]一种共包覆镍钴锰三元正极材料及制备方法

说明书

本发明适用于正极材料技术领域，提供一种共包覆镍钴锰酸锂三元正极材料及制备方法。本发明在镍钴锰酸锂三元正极材料制造的过程，在镍钴锰酸锂外层包覆一层Li₃PO₄‑PPy，可以提高其电子导电性和稳定性，然后再包覆一层NiGa₂O₄‑rGo包覆层，NiGa₂O₄可以减缓副反应的发生，但是NiGa₂O₄对PH很敏感，容易团聚，为了提高NiGa₂O₄提高材料的稳定性，所以在制备NiGa₂O₄时加入rGo，因此本发明共包覆方案可以提高高镍正极材料倍率和循环稳定性。

技术领域

本发明属于正极材料技术领域，尤其涉及一种共包覆镍钴锰酸锂三元正极材料及制备方法。

背景技术

三元锂离子电池正极材料具有低的成本，高的能量密度等优点被广泛应用于新能源汽车领域，例如EV、HEV、储能领域。但是对高镍正极材料仍有许多问题需要克服。高镍表面残留的LiOH会吸收水分和CO₂造成凝浆，阻碍了商业化应用；高镍材料在充电过程中脱锂很容易与电解液反应导致过渡金属溶于电解液中，导致截面阻抗增加，容量衰减；在充放电的过程中，一次粒子的体积变化会导致循环性能的恶化。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种共包覆镍钴锰酸锂三元正极材料及制备方法，旨在解决现有镍钴锰酸锂材料的循环寿命及热稳定性能较差的技术问题。

一方面，所述共包覆镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法包括下述步骤：

步骤S1、称取镍钴锰复合前驱体；

步骤S2、根据镍钴锰复合前驱体中镍、钴、锰的金属含量称取一定量锂源；

步骤S3、将镍钴锰复合前驱体和锂源一并加入到高速混料器中充分混合，混合后进行煅烧处理，得到镍钴锰正极材料基体；

步骤S4、将一定量的聚乙烯吡咯烷酮和磷酸盐加入到乙醇中搅拌,然后再向乙醇中加入所述镍钴锰正极材料基体继续搅拌一定时间，然后加热直至乙醇挥发，得到中间产物；

步骤S5、将一定量的吡咯单体和甲苯磺酸钠加入到乙醇中搅拌，然后将步骤S4所得中间产物加入到乙醇中,然后将溶解好的氧化剂逐滴加入，且在冰浴中反应，得到Li₃PO₄-PPy包覆的正极材料。

步骤S6、将一定量的氧化石墨烯加入到乙二醇中形成分散体系，将一定量的Ga源和Ni源加入到所述分散体系中去，然后将得到的所述Li₃PO₄-PPy包覆的正极材料加入到分散体系中，将反应后产物过滤、清洗、干燥，在一定温度下热处理，冷却，得到Li₃PO₄-PPy和NiGa₂O₄-rGo共包覆的镍钴锰酸锂三元正极材料。

进一步的，步骤S2中，所述锂源为LiOH或者Li₂CO₃，锂源的用量按摩尔比Li：Me=(0.9-1.1):1计算，其中Me为Ni、Co、Mn的摩尔量之和。

进一步的，步骤S3中，煅烧温度为700℃-900℃，煅烧时间为10-25h，步骤S3得到的所述镍钴锰正极材料基体的通式为Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O_2，其中0.5≤x＜1， y≤0.3。