[发明专利]一种钴酸锂包覆高镍三元正极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钴酸锂包覆高镍三元正极材料及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤：将高镍三元前驱体、纳米四氧化三钴、锂源混合后于750～820℃下煅烧，即得所述钴酸锂包覆高镍三元正极材料；所述纳米四氧化三钴和高镍三元前驱体的质量比为0.05～0.2:1。本发明在高镍三元正极材料表面均匀包覆一层钴酸锂材料，有效的保护了高镍三元正极材料的网状结构，降低了镍锂离子混排，同时提高了材料的电子导电性和改善循环性能和倍率性能；另外避免了高镍三元正极材料表面直接与空气接触，降低了材料的吸水性以及减少了表面氢氧化锂和碳酸锂的形成，有效的降低了材料的表面残碱，优化了材料的加工性能。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种钴酸锂包覆高镍三元正极材料及其制备方法。

背景技术

现在包覆工艺中有比较多的是将两种不同的正极材料进行互相包覆，从而得到一种具有两种材料各自性能的复合材料；所用的相互包覆材料包括锂酸铁锂，磷酸钛锂，锰酸锂，钴酸锂，镍钴锰酸锂，镍钴铝酸锂等；这一类的包覆方式也各有不同，有的将两种成品材料简单的混合包覆，有的在制备过程中混合包覆后在进行烧结等；此类包覆工艺中，能从一定程度上结合了两种材料各自的优异性能，但也有部分在提升了某一些性能后却降低了另外一些性能，中国发明专利申请公布号CN 108777291 A公开了一篇一种锰酸锂包覆高镍三元锂电池正极材料的制备方法，由于通过强氧化性酸酐与前驱体混合球磨，使前驱体粉末被预氧化为NCMOOH，从而降低镍锂混排，提高电池的可逆容量，同时通过其强吸水性和弱酸性洗脱表面残碱，使正极材料表面的碳酸锂含量降低，在充放电过程中减少气体产生，从而提高其稳定性。同时表面的氧化物层与锂源结合形成锰酸锂包覆层，提高锂离子容量的同时提高NCM材料的稳定性，该方法的缺点是多过的Mn离子存在容易产生尖晶石而破坏坏了的层状结构；如中国发明专利申请公布号CN 107732230 A公开了一篇一种嵌入镍钴锰三元材料的钴酸锂正极材料及其制备方法，正极材料的主体为钴酸锂，钴酸锂包埋在镍钴锰三元材料形成的网状结构中，其制备过程为通过沉淀，使Ni、Co、Mn的不溶盐嵌入多孔状钴酸锂的孔隙中，烘干，然后加入锂源，在空气气氛中烧结、破碎、过筛获得产品；将钴酸锂与镍钴锰进行融合后，网状结构的镍钴锰三元材料可以在高电压下为一次颗粒的钴酸锂提供支撑与保护；在高倍率条件下成为钴酸锂锂离子从一次颗粒表面迁移到镍钴锰二次颗粒表面的通道。该方法从一定程度上使钴酸锂正极材料在高电压以及倍率性方面表现出更优的性能。但钴酸锂实际比容量还是远远低于镍钴锰酸锂的实际容量，且Co价格昂贵；另外无论是从从两种材料的包覆的选择，包覆比例多少，还是从包覆方式工艺上都还有比较大的提升空间，从而发挥两种材料最大的性能优势，甚至能将材料的部分性能大大提高。

因此有必要发明一种既能很好的发挥两种材料的优异性能，同时又能在某一些性能方面有比较好的提升的两种比例合适的、包覆方式合理的材料进行包覆。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的包覆方式对电极材料性能提升具有局限性的缺陷和不足，提供一种钴酸锂包覆高镍三元正极材料的制备方法。本发明在高镍三元正极材料表面均匀包覆一层钴酸锂材料，有效的保护了高镍三元正极材料的网状结构，降低了镍锂离子混排，同时提高了材料的电子导电性和改善循环性能和倍率性能；另外避免了高镍三元正极材料表面直接与空气接触，降低了材料的吸水性以及减少了表面氢氧化锂和碳酸锂的形成，有效的降低了材料的表面残碱，优化了材料的加工性能。

本发明的另一目的在于提供一种钴酸锂包覆高镍三元正极材料。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种钴酸锂包覆高镍三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：将高镍三元前驱体、纳米四氧化三钴、锂源混合后于750～820℃下煅烧，即得所述钴酸锂包覆高镍三元正极材料；所述纳米四氧化三钴和高镍三元前驱体的质量比为0.05～0.2:1。