[发明专利]一种高循环性能的钼掺杂二氧化钛包覆高镍三元正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高循环性能的钼掺杂二氧化钛包覆高镍三元正极材料的制备方法。将钼源化合物、钛源化合物以及高镍三元正极材料混合，高温热处理，获得钼掺杂二氧化钛包覆高镍三元正极材料；所述高镍三元正极材料为LiNi_0.9Co_0.05Al_0.05O₂；Mo⁶⁺对TiO₂的掺杂形成空位缺陷，提高TiO₂的电子电导率，提升高镍三元正极材料的倍率性能。同时，Mo掺杂TiO₂包覆层将高镍三元正极材料与电解液隔开，避免活性材料高镍三元正极材料遭受电解液中的微量HF腐蚀而破坏晶体结构，提高高镍三元正极材料的循环性能，从而原位生成Mo掺杂TiO₂包覆的高镍三元正极材料拥有优异的循环性能和倍率性能。

技术领域

本发明属于新能源材料技术领域，特别涉及一种高循环性能的钼掺杂二氧化钛包覆高镍三元正极材料的制备方法。

背景技术

发展新能源发电技术(如太阳能发电、海洋能发电、风能发电等)及能源节约技术是应对能源危机的高效措施，是社会可持续发展的重要战略。新能源发电技术的高效利用离不开先进的储能技术，而可充电化学电源是目前最先进、效率最高、成本最低的储能系统。与铅酸电池、镍-镉电池、镍氢电池相比，锂离子电池具有使用寿命长、比能量高、环境友好等优点，在可充电化学电源中应用最广泛。然而，随着社会对锂离子电池能量密度要求越来越高，现有应用最广的钴酸锂正极材料LiCoO₂已难以满足需求，开发具有高能量密度的锂离子电池正极材料已成为锂离子电池的发展重点和难点。高镍三元正极材料(LiNi_xCo_yMn_zO₂或LiNi_xCo_yAl_zO₂,x0.8)的能量密度远高于LiCoO₂的实际能量密度，而且其含钴量很低或不含钴，因此，高镍三元正极材料比LiCoO₂更廉价、更环保，成为目前锂离子电池正极材料的发展重点，应用前景广阔。但目前高镍三元锂离子电池正极材料仍存在循环性能差的问题，亟需解决。已有研究表明，通过单一的Al₂O₃、MgO、TiO₂、ZnO、ZrO₂、SiO₂、CeO₂和RuO₂等氧化物对材料进行表面包覆，提高三元正极材料的循环性能。本发明综合利用两种氧化物及缺陷氧化物电子电导率高的优点，通过原位形成的Mo掺杂TiO₂ (Ti_1-xMo_2x/3O₂)对高镍三元正极材料LiNi_0.9Co_0.05Al_0.05O₂进行包覆处理，提高 LiNi_0.9Co_0.05Al_0.05O₂的循环性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有高镍三元锂离子电池正极材料循环性能差的问题，提供一种Mo掺杂TiO₂包覆高镍三元正极材料LiNi_0.9Co_0.05Al_0.05O₂的制备方法，解决现有高镍三元材料循环性能较差的问题。

具体步骤为：