[发明专利]一种表面改性的镍基电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种表面改性镍基电极材料的制备方法，采用溶胶凝胶法，先将富镍前驱体和修饰物质溶解、老化得出凝胶，然后将凝胶进行加热，搅拌，蒸发，干燥，得到修饰物质修饰的镍基前驱体；最后将修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂混合烧结，得到表面改性的镍基电极材料；所述修饰物质为氧离子导体。采用本发明中的制备方法制备出来的镍基电极材料可抑制Li⁺/Ni²⁺的无序性，提高材料的初始库伦效率，同时锂和镍在脱锂过程中的空位协同作用加剧了氧的不稳定性，而氧离子导体在修饰镍基材料的过程中恰好提供了氧离子空位，从而提高材料的结构稳定性，并且能够有效改善锂离子在正极材料的扩散速率，提高锂离子电池循环性能和倍率性能。

技术领域

本发明涉及电极材料的制备方法技术领域，尤其涉及一种表面改性的镍基电极材料的制备方法。

背景技术

随着新能源汽车行业的快速发展，对电动汽车的续航里程以及安全性能提出了更高的要求。传统的锂离子电池正极材料由于其自身的限制无法满足需求。富镍三元正极材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂结合了Ni-Co-Mn三种元素的优点，协同作用，其中Ni元素能有效增加材料的比容量，随着Ni含量的提高，材料的能量密度随之提高；Mn元素降低材料成本，提高电池的安全性和稳定性；而Co元素具有优良的电化学活性，可提高材料的电子导电性和改善循环性能。近年来富镍三元正极材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂的研究取得了重要进展，但是，材料在颗粒界面稳定性、循环性能、大电流密度放电性能等方面仍存在诸多问题亟待解决。

此外，材料的制备方法也是影响电极性能的重要因素之一，在电极材料的制备方面，复杂繁琐的化学合成路径，高成本的合成原料，费时的制备过程，不可控难重复的制备条件，成为限制其发展及产业化的强大阻力和瓶颈。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种制备方法简单的镍基电极材料的制备方法，制备出来的电极材料结构稳定，循环性能和倍率性能都比较较。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种表面改性镍基电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将富镍前驱体和修饰物质混合均匀，置于85～90℃的水浴中，不停的搅拌1h，缓慢滴入络合剂；

S2：向步骤S1得到的溶液中加入氨水，调节pH值为5.5-9，不断搅拌，经老化得到凝胶；

S3：将步骤S2中的凝胶置于带搅拌装置的真空干燥装置中进行加热、搅拌、蒸发和干燥，得到修饰物质修饰的镍基前驱体；

S4：将步骤S3中得到的修饰物质修饰的镍基前驱体与醋酸锂混合均匀，置于氧气气氛炉中烧结，得到表面改性的镍基电极材料。

进一步的，步骤S3中所述的带搅拌装置的真空干燥装置包括箱体和箱盖，所述箱体包括干燥室、控制面板和电器箱，所述干燥室顶部设有微波发生器和搅拌装置，所述电器箱位于所述干燥室的下方，所述电器箱中设有转动电机和真空泵，所述转动电机上转动连接有转轴，所述转轴的顶部通入所述干燥室内，且所述转轴的顶部与所述干燥室内的盛料台固定连接，所述盛料台上设有盛料容器，所述搅拌装置的底部位于所述盛料容器内，所述盛料台上还设有两个用于固定所述盛料容器的夹紧板。

进一步的，所述盛料台滑动连接两个所述夹紧板，所述盛料容器位于两个所述夹紧板之间，所述盛料台的两端分别设有支撑杆，每根所述支撑杆与一个所述夹紧板对应的可拆卸连接，所述支撑杆为可伸缩杆。

进一步的，所述夹紧板上均匀设有若干挂环，所述支撑杆的端部设有挂钩。