[发明专利]一种锑包覆的锂电池正极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种锑包覆的锂电池正极材料及其制备方法和应用，所述锑包覆的锂电池正极材料的化学式为LiNixCoyMnzO2@Ai，所述A为三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠或六氟锑酸钠中的至少一种；其中x0.8,y0,z0,x+y+z＝1，0.0035＜i＜0.0064。本发明制备的包覆含锑化合物的锂电池正极材料，其具有更高的首圈容量、首圈效率，更优异的循环稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种锑包覆的锂电池正极材料及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池是3C(计算机类、通信类和消费类)产品、混合动力汽车以及纯电动汽车的供能首选。锂离子电池因其高功率密度、优异循环性能以及良好的环境相容性而引起业界广泛关注，但锂离子电池的能量密度距离满足纯电动汽车长距离行驶的需求还有一段距离。

在多种正极材料中，层状镍钴锰酸锂(LiNi_xCo_yMn_zO₂，其中x+y+z＝1)三元正极材料因其相对较低的成本、出色的容量以及优异的循环寿命而得到广泛研究。高镍三元材料(x0.7)与传统的橄榄石型磷酸铁锂相比有着更高的容量及能量密度。然而，目前阻碍高镍三元材料进一步商业化的最大问题是其较差的循环稳定性。在电池首次充放电过程中，正极材料与电解液在固液相界面处会发生反应，形成固体电解质界面膜。但如果材料表面缝隙过多，电解液会在循环过程中不断渗入材料内部持续与材料发生反应，这会不断消耗电解液，并生成过多不利于循环的副产物，导致材料首圈容量和首圈效率偏低，循环稳定性较差。

有鉴于此，业界通常采用表面包覆的方法对材料进行改性。但是一般的包覆材料由于其自身化学性质不稳定在循环过程中容易被电解液分解，这样会增加电池体系中的副产物，不利于电池的循环性能发挥。还有一些包覆材料易于与材料中的锂反应，包覆后材料表面的残余锂含量会升高，不利于材料性能发挥。

为解决上述问题，本发明研发了一种首圈效率高、首圈容量大、残锂少和循环稳定性优异的锑包覆的锂电池正极材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种锑包覆的锂电池正极材料及其制备方法和应用，所述锑包覆的锂电池正极材料，具有首圈效率高、首圈容量大、残锂少和优异的循环稳定性。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种锑包覆的锂电池正极材料，所述锑包覆的锂电池正极材料的化学式为LiNi_xCo_yMn_zO₂@A_i，所述A为三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠或六氟锑酸钠中的至少一种；其中x0.8，y0，z0，x+y+z＝1；0.0035＜i＜0.0064。

优选地，所述锑包覆的锂电池正极材料的化学式为LiNi_0.82Co_0.09Mn_0.09O₂@(Sb₂O₅)_0.00399。

一种锑包覆的锂电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将高镍三元材料前驱体和锂源混合，烧结，破碎筛分，得到化合物A(LiNi_xCo_yMn_zO₂)；

(2)将化合物A进行清洗，过滤，烘干，过筛，得到化合物B(LiNi_xCo_yMn_zO₂)；

(3)将锑源与化合物B用干法球磨混合，再进行烧结，过筛，即得所述锑包覆的锂电池正极材料。