[发明专利]一种提升安全和循环性能的锂离子电池正极材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种提升安全和循环性能的锂离子电池正极材料及制备方法，通式为LiNi_{1‑x‑y‑z‑u}Co_xMn_yAl_zZ_uO₂@M_aO_b@LiNi_1‑c‑dCo_cMn_dO₂，其中0＜x≤0.10，0＜y≤0.05，0＜z≤0.05，0＜u≤0.05，0＜a≤2，0＜b≤3，0＜c≤0.3，0＜d≤0.3。本发明制备的以镍钴锰为核、镍钴锰铝为壳的核壳结构的正极材料，DSC显示放热温度提高，放热面积减小，提高了正极材料的热稳定性。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池领域，特别是涉及一种提升安全和循环性能的锂离子电池正极材料及制备方法。

背景技术

近年来，随着我国新能源汽车市场的快速发展，对动力锂离子电池的需求大幅增长，而随着对锂离子电池能量密度要求的不断提高，对其安全性能和循环寿命也的要求也日益升高，作为其关键组成部分的正极材料，高镍化成为动力锂电池材料发展的必然趋势。高镍化使动力电池能量密度显著提高，意味着同等重量的电池可以提供更多带电量，在实现轻重化、降低百公里电耗的同时，显著提升了新能源汽车的续航里程，同时安全性能和循环寿命也有所下降。以镍含量为主的镍钴锰铝正极材料，目前已有很多正极材料厂家着手开发NCMA 正极材料，理论表明：NCMA材料的Al和Mn共掺杂很好的抑制了材料在充电过程中的体积膨胀，同时减少了二次颗粒内部裂纹的产生，和电解液对二次颗粒的侵蚀，从而显著提升了循环性能，并且很好的保持了高能量密度的特性，热稳定性相比于NCM和NCA材料有很大的提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种在提升能量密度的基础上同时可以提升安全和循环性能的锂离子电池正极材料及制备方法，以镍、钴、锰、铝盐为原料，分别以NaOH和氨水水溶液为溶液，在反应釜中生长反应到D50为一定大小的晶体，再分别与锂源和金属化合物在高温炉中600-1000℃的温度下烧结6-20h，再经过粉碎、洗涤、包覆、二烧、复合得到正极材料。

为了达到上述目的，本发明有以下技术方案：

本发明一种提升安全和循环性能的锂离子电池正极材料，该材料通式为LiNi_1-x-y-z-uCo_xMn_yAl_zZ_uO₂@M_aO_b@LiNi_1-c-dCo_cMn_dO₂，其中0＜x≤0.10，0＜y≤0.05，0＜z≤0.05，0＜u≤0.05，0＜a≤2， 0＜b≤3,，0＜c≤0.3，0＜d≤0.3。

本发明的一种提升安全和循环性能的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于步骤如下：

(1)配制盐溶液：将一定的摩尔比的可溶性镍盐、钴盐和锰盐溶于去离子水中，形成混合溶液A，将一定摩尔比的混合可溶性镍盐、钴盐、锰盐和铝盐溶于去离子水中，形成混合溶液B，所述的镍盐、钴盐、锰盐、铝盐为硫酸盐、氯化盐、硝酸盐、乙酸盐中的任意一种；

(2)配制碱溶液：将一定量的NaOH和氨水分别溶于去离子水中，分别形成混合液C和混合溶液D；