[发明专利]一种钨钼复合包覆三元正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钨钼复合包覆三元正极材料，以镍钴铝三元材料或镍钴锰三元材料为基体，在基体的外表面包裹有钨钼复合氧化物包覆层，钨钼复合氧化物与三元材料中镍钴铝(或镍钴锰)总量之间的摩尔比为0.01％‑0.2％。该材料的制备方法为：将钨化合物和钼化合物加入双氧水溶液和去离子水中进行水热反应，得到钨钼复合包覆材料；再将基体与钨钼复合包覆材料干混进行初步包覆；最后置于氧气气氛炉中烧结，即得钨钼复合包覆三元正极材料。本发明的可以保证最终得到的三元正极材料不仅具有优异的倍率性能，还兼具良好的容量保持率。

技术领域

本发明属于三元正极材料，尤其涉及一种钨钼复合包覆三元正极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池可用于3C产品、电动工具、新能源汽车等领域，近期伴随着新能源汽车的飞速发展，锂离子电池的需求量也急剧增加。为了解决市场对高能量密度、成本低廉、高性价比电池的需求，高镍三元正极材料被推上了研究前沿。目前比较热门的两类高镍材料分别是811的NCM(LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂)和NCA(LiNi_0.8Co_0.1Al_0.1O₂)，其中，NCA因具有高比容量、高功率以及安全特性而被广泛应用，但是仍存在缺陷：残锂含量较高，电极制备匀浆过程中形成果冻状，不利于材料的加工；电池使用过程中容易产生气体。通常需要进行水洗以除去表面残锂，而水洗又会破坏正极活性材料的表面结构，使比表面积增大2-3倍，从而降低倍率性能和容量。随着电动汽车的发展，人们对其性能提出了越来越高的要求，电动机需要在电动汽车启动和爬坡时提供更大的电流，且充电时间不宜过长，这样一来现代社会对于可以高倍率充放电和高功率输出的锂离子电池技术的需求也越来越迫切。

公开号为CN108091852A的中国专利公开了一种三氧化钼包覆锂离子电池正极材料及其制备方法，该方法包括以下步骤：将正极材料至于管式炉末端，三氧化钼至于恒温区，利用氮气、氩气或者氦气作为保护气，通过烧结实现三氧化钼包覆锂离子正极材料。该方法通过将三氧化钼包覆至基体材料，减少副反应的发生，避免电解液在较高电压下分解，从而使得正极材料在较高电压下仍能保持较好的循环稳定性和容量保持率。但是，当待包覆基体为高镍材料时，在制得高镍材料之后、进行包覆之前还存在必要的洗涤残锂步骤，洗涤将降低倍率性能和容量，而三氧化钼包覆层主要起到的是隔绝电解液从而提高循环稳定性和容量保持率的作用，对于倍率性能的提高并无明显效用。这是因为氧化钼有三种构型，分别为α^-、β^-、h-MoO₃，其中，α^-构型的Li⁺嵌入和脱嵌扩散速率均较好，但是其它两相结构的Li⁺嵌入和脱嵌扩散速率均较差，当α^-MoO₃加热至250℃以上，材料的结构就会向β^-构型转变，导致材料的Li⁺嵌入和脱嵌扩散速率迅速下降，因而直接采用氧化钼包覆锂离子电池正极材料无法有效改善电池的倍率性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种倍率性能较为优异的钨钼复合包覆三元正极材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种钨钼复合包覆三元正极材料，是以镍钴铝三元材料或镍钴锰三元材料为基体，在基体的外表面包裹有钨钼复合氧化物包覆层，所述钨钼复合氧化物与所述镍钴铝三元材料中镍钴铝总量之间的摩尔比为0.01％-0.2％；或者所述钨钼复合氧化物与所述镍钴锰三元材料中镍钴锰总量之间的摩尔比为0.01％-0.2％。