[发明专利]一种水热辅助共沉淀策略制备锂离子电池三元正极材料的方法

说明书

本发明公开了一种水热辅助共沉淀策略制备锂离子电池三元正极材料的方法，是首先通过氢氧化物共沉淀法制备Ni_1‑x‑yCo_xMn_y(OH)₂前驱体，x+y1；然后对前驱体进行水热结晶处理，最后再经混锂焙烧，即获得锂离子电池三元正极材料LiNi_1‑x‑yCo_xMn_yO₂，x+y1。本发明所制备的正极材料具有更高的充放电比容量和循环稳定性，本发明的方法对于提升锂离子电池三元正极材料的电化学性能具有显著的效果。

技术领域

本发明属于新能源材料领域，具体涉及一种锂离子电池三元正极材料的制备方法。

背景技术

随着便携化、可穿戴电子设备、新能源汽车和电网储能等技术的快速更新，具有高能量密度、长循环寿命、无记忆效应、环境友好等优点锂离子电池在推动国民工业和国民经济发展、缓解全球燃油危机以及应对日渐突出的环境问题等方面正发挥着不可替代的作用，因此对其所装载的移动电源的能量密度、循环寿命以及安全性能等提出了更高的要求。开发高比容量新型正极材料是进一步提高锂离子电池能量密度的关键。

具有α-NaFeO₂层状结构的三元正极材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(x+y1)由于较高的比容量、良好的循环性能和较低的价格等而被广泛关注，无论是在消费类电子市场还是在动力电池领域，LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂都被认为是替代LiCoO₂和LiFePO₄的最具发展潜力的材料之一。

虽然三元正极材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂相比于其它正极材料，在比容量、循环稳定性、成本和环保性能等方面具有巨大的优势，但是三元正极材料仍具有不足之处。其中锂镍混排问题最值得关注，由于锂原子和镍原子原子半径较为接近，材料在制备过程和循环过程容易发生位置互换而导致锂镍阳离子混排，尤其是当三元正极材料中镍元素含量升高则表现得更为严重，导致三元正极材料电化学性能下降明显。材料在提高充放电截止电压后，由于锂离子大量脱嵌，材料结构稳定性不足，层状结构易坍塌。

因此，能够提升锂离子电池三元正极材料电化学性能的方法亟待研究。

发明内容

针对上述现有技术所存在的不足，本发明的目的在于提供一种水热辅助共沉淀策略制备锂离子电池三元正极材料的方法，以期能够提升锂离子电池三元正极材料的电化学性能。

本发明为实现发明目的，采用如下技术方案：

一种水热辅助共沉淀策略制备锂离子电池三元正极材料的方法，其特点在于：首先通过氢氧化物共沉淀法制备Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂前驱体，x+y1；然后对前驱体进行水热结晶处理，最后再经混锂焙烧，即获得锂离子电池三元正极材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂，x+y1。具体包括如下步骤：

(1)按化学计量比Ni：Co：Mn＝1-x-y：x：y，x+y1，称取镍盐、钴盐和锰盐，加入去离子水中，获得混合盐溶液；

将所述混合盐溶液与NaOH溶液、氨水溶液分别由蠕动泵并流加入连续搅拌的反应器中进行共沉淀反应，控制pH值为10-12、氨盐比为3:4、温度为50～80℃，连续反应1～24h，获得Ni_1-x-yCo_xMn_y(OH)₂前驱体悬浮液；