[发明专利]双重氧化物包覆修饰的低钴三元正极材料及其制备方法

说明书

双重氧化物包覆修饰的低钴三元正极材料及其制备方法。所述双重氧化物包覆修饰的低钴三元正极材料的化学式为LiNi_xCo_yMn_zO₂•mGeO₂•nSnO₂，其中，0.8≤x1，0y≤0.06，0z≤0.2，x+y+z=1，0m≤0.03，0n≤0.03，GeO₂，SnO₂为活性氧化物；本发明还包括了该材料的制备方法。本发明采用活性氧化物GeO₂，SnO₂对低钴三元正极材料进行包裹，使材料具有更好的结构稳定性，减少电解液腐蚀，同时保持较好的导电性；克服了当前低钴正极材料循环性能衰退的缺陷；本发明制备方法操作简便，生产成本低，性能稳定，所得材料的电化学性能有明显的提升。

技术领域

本发明涉及低钴三元正极材料及其制备方法，具体涉及双重氧化物修饰的低钴三元正极材料及其制备方法。

背景技术

当今锂电行业迅速发展，锂离子电池生产规模不断壮大，而作为锂离子电池主要正极材料的镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂因钴资源的稀缺性和其价值导致成本极高，大大阻碍三元正极材料的发展。因此降低甚至去除三元中钴的含量成为当今研发重点，但是三元正极材料中钴的作用极为明显，在稳定正极材料层状结构和减少阳离子混排方面做出重要贡献，同时钴的+3/+4价的特性为材料提供了一部分容量，因此降低或消除钴将导致三元层状结构的稳定性严重退化，从而导致材料的循环性能衰退，同时材料的容量也会受到不利影响，因此开发出结构稳定，电化学性能良好的低钴三元正极材料迫在眉睫。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种双重氧化物包覆修饰的低钴三元正极材料及其制备方法，所述双重氧化物包覆修饰的低钴三元正极材料结构稳定、循环性能好，所述制备方法操作简便，生产成本低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：双重氧化物包覆修饰的低钴三元正极材料，化学式为LiNi_xCo_yMn_zO₂•mGeO₂•nSnO₂，其中，0.8≤x1，0y≤0.06，0z≤0.2，x+y+z=1，0m≤0.03，0n≤0.03，GeO₂，SnO₂为活性氧化物。

本发明双重氧化物包覆修饰的低钴三元正极材料的制备方法，包括下列步骤：

（1）将锗源和锡源均匀分散于有机溶剂中，得分散液A，将低钴三元前驱体Ni_xCo_yMn_z(OH)₂加入到分散液A中，加热搅拌使溶剂蒸发，干燥，得双重金属源吸附的低钴三元正极前驱体Ni_xCo_yMn_z(OH)₂-GeSn；

（2）将过量的锂源与所述双重金属源吸附的低钴三元正极前驱体Ni_xCo_yMn_z(OH)₂-GeSn混合均匀，在纯氧气氛中进行高温处理，即成。

优选地，步骤（1）中，所述锗源为乙酸锗、硝酸锗、硫酸亚锗中的一种或多种；所述锡源为硫酸锡、硝酸锡、四氯化锡、草酸亚锡的一种或多种；所述有机溶剂为乙醇、乙二醇、异丙醇、丁醇中的一种或多种。

优选地，步骤（1）中，所述加热搅拌的温度为65~95℃，更优选为80~90℃；所述加热搅拌的时间为2~6h，更优选为4~5h；所述干燥的温度为100~130℃，更优选为110~120℃，所述干燥的时间为8~16h，更优选为12~15h，所述干燥的压强为-0.06~-0.1MPa。