[发明专利]一种正极材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种正极材料及其制备方法。本发明提供的正极材料具有式(1)所示结构：Li_xNi_aCo_bMn_cO₂ 式(1)；其中，0.08＜a＜0.3，0.05＜b＜0.15，0.5＜c＜0.6；1.1＜x＜1.3。本发明提供的上述正极材料，能够有效提高电池的比容量、比能量密度、容量/能量保持率。本发明还提供了一种上述正极材料的制备方法，该制备方法简单易行，便于规模化生产应用。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种正极材料及其制备方法。

背景技术

能源方式的变革改变了人类的生活方式，高碳排放量的生活方式已经给人类的生存带来了诸多挑战，因此新能源对传统能源的替代已迫在眉睫。目前新能源的主要方式便是锂离子电池，而人类日益提高的生活水平向锂离子电池提出了更高的要求，比如更高的比容量和能量密度，更好的电化学稳定性。

在高比容量富锂正极材料中，提高电化学性能的方式主要是包覆或掺杂改性。在表面包覆上一层均匀导电且阻隔电解液的物质，通过减少电极材料-电解液的界面副反应增加循环稳定性。亦有对同一电池材料调控不同烧结方式(变化温度和助熔剂)，获得不同层错(缺陷)浓度的材料，从而调控正极材料性能。

现有技术中，从合成方法上来讲，提高容量和容量保持率的方式主要是，通过高/低温或增加助熔剂对材料处理而改变缺陷浓度，或者对材料表面通过复杂的表面包覆或者掺杂改性来改善材料的电化学性能。这些方法不仅耗时耗能，并且有时很繁琐，在对材料表界面进行包覆或者掺杂改性时很难在大批量上生产出一致性好的材料。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种正极材料及其制备方法。本发明提供的正极材料能够有效提高电池的容量和容量保持率。同时，本发明提供的制备方法简单易行，便于规模化生产应用。

本发明提供了一种正极材料，具有式(1)所示结构：

Li_xNi_aCo_bMn_cO₂ 式(1)；

其中，

0.08＜a＜0.3，0.05＜b＜0.15，0.5＜c＜0.6；

1.1＜x＜1.3。

优选的，所述式(1)结构为：Li_1.218Ni_0.101Co_0.106Mn_0.565O₂。

本发明还提供了一种上述技术方案中所述的正极材料的制备方法，包括以下步骤：

a)镍源化合物、钴源化合物、锰源化合物、Na₂CO₃和NH₄OH在溶剂中进行共沉淀反应，生成(Ni_1/6Co_1/6Mn_4/6)CO₃前驱体；

b)将所述前驱体与碳酸锂混合球磨，得到球磨料；

c)对所述球磨料烧结，得到式(1)所示正极材料。

优选的，所述镍源化合物为NiSO₄·6H₂O；

所述钴源化合物为CoSO₄·7H₂O；

所述锰源化合物为MnSO₄·4H₂O。

优选的，所述步骤a)中，反应的温度为55～65℃。