[发明专利]一种正极材料，其制备方法及用途

说明书

本发明提供了一种正极材料，其制备方法及用途，所述正极材料包括三元正极材料、三聚磷酸铝和粘结剂。(1)将三聚磷酸铝和三元正极材料进行混合反应，形成正极材料预混合物；(2)将胶体式二氧化硅溶胶与步骤(1)所述正极材料预混合物混合，形成正极材料混合物；(3)将步骤(2)中的所述正极材料混合物进行干燥，得到正极材料基体；(4)将步骤(3)中得到的所述正极材料基体进行烧结，得到所述正极材料。本发明所提供的正极材料制备的锂离子电池可在80～85℃的环境当中，有效抑制电解液的分解以及正极材料的衰退，并且可以存储两个月以上。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，特别涉及一种正极材料，其制备方法及用途。

背景技术

锂离子电池能量密度高、输出功率大，绿色环保对环境友好，不含有铅、镉汞等有毒物质，在电器设备领域有着广泛的应用前景。锂离子电池正极材料、负极材料和电解液作为锂离子电池的三个主要组成部分，其性能基本决定了锂离子电池的性能。随着锂离子电池应用的快速发展，人们对锂离子电池的要求越来越高，目前普遍的锂离子电池，不能在高温80℃环境下应用,如何拓宽锂离子的应用温度范围成为当下锂离子电池技术提升的一大开发热点。

目前的研究结果表明，锂离子电池正极材料在高温存储当中,结构会不断破坏,导致存储失效。同时正极材料的活性表面与电解液产生副反应，会加速正极材料破坏；电解液当中残留的水分会加速LiPF₆的分解，导致高温存储失效。

同时，锂离子电池在高温存储当中，LiPF₆锂盐会不断的分解，产生HF与PF₅，这两种物质的产生对于高温存储不利，其中HF会腐蚀正极材料，导致正极材料表面结构破坏。

CN101308925A公开了一种锂离子电池复合包覆正极材料及其制备方法，包括以Li_0.8～1.2Ni_0.7Co_0.2Mn_0.1O₂、Li_0.8～1.2Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂或Li_0.8～1.2Ni_0.9Co_0.05Mn_0.05O₂为基体，晶体结构为六方晶系，基体表面包覆有占基体质量比1～20％的梯度功能材料层，其制备方法包括：粉体制作、原料混合、烧结、表面包覆、热处理、包覆有机物。隔绝高镍三元材料和电解液的接触，提高电池的循环稳定性，但所使用的金属氧化物是惰性材料，离子电导率不高，使正极材料的容量和倍率性能下降，而且其导热能力不足，不能及时将电极材料产生的热散发出去，使热量不断集中，最后使温度升高，造成安全隐患。而且这样使得电池在高温下不易存储。

CN107742711A公开了一种三元正极材料的表面包覆方法,利用羟丙基胍胶与硼砂反应可生成三维网状效果的凝胶体系，硼砂作为交联剂，硼交联剂与胍胶交联时，首先发生多级电离，产生硼酸盐离子B(OH)₄^-，再与胍胶分子中的顺式邻位羟基形成稳定的氢键，通过分子间的交联反应生成粘弹性冻胶,然后经过烧结,将硼化物包覆在其上面,但该方法存在缺点，羟丙基胍胶是一种有机物，高温烧结碳化，会导致正极材料被还原，导致对应结构破坏。

CN108199047A公开了一种在锂离子三元正极材料表面包覆氧化物的方法，首先将锂离子三元正极材料粉末分散于一定量的去离子水中；待粉末分散均匀后，向其中加入一定量的有机酸或盐和不溶性金属盐，反应一定的时间；再将处理后的三元正极材料烘干，在一定的温度下热处理一段时间，得到氧化物包覆的锂离子三元正极材料。该文献采用湿法包覆沉淀物的方法，采用聚丙烯酸或盐与不溶性盐的方法，采用该方法具有局限性，不溶性盐的粒度严重影响其包覆效果。

目前普通的锂离子电池普遍不能耐高温存储，在80℃以上的环境当中，由于电解液的分解或者正极材料的衰退等原因，基本上就不能使用。