[发明专利]改性镍钴锰铝酸锂正极材料、其制备方法及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种改性镍钴锰铝酸锂正极材料、其制备方法及锂离子电池。上述制备方法包括：对镍钴锰铝酸锂正极材料和金属氧化物进行第一煅烧处理，得到金属氧化物@镍钴锰铝酸锂正极材料；对金属氧化物@镍钴锰铝酸锂正极材料、酚醛树脂和溶剂进行混合及干燥处理，得到酚醛树脂@金属氧化物@镍钴锰铝酸锂正极材料；在无氧条件下，对酚醛树脂@金属氧化物@镍钴锰铝酸锂正极材料进行第二煅烧处理，得到聚并苯@金属氧化物@镍钴锰铝酸锂正极材料，聚并苯@金属氧化物@镍钴锰铝酸锂正极材料即改性镍钴锰铝酸锂正极材料。金属氧化物包覆层和聚并苯包覆层能够提高镍钴锰铝酸锂正极材料的导电性和结构稳定性，有利于提高其电化学比容量和循环稳定性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料制备技术领域，具体而言，涉及一种改性镍钴锰铝酸锂正极材料、其制备方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因具有高容量、高能量密度、对环境污染小和长寿命的优点被广泛应用于3C电子产品、电动汽车、混合动力汽车和储能系统。正极材料作为锂离子电池的核心组成部分之一，对锂离子电池的性能有重大影响。但现有的镍钴锰铝酸锂正极材料存在循环保持率较低而且倍率性能较差的问题，为延长锂离子电池的循环使用寿命，需进一步开发电化学性能较好的正极材料。

抑制正极材料与电解液的副反应能够延长锂离子电池的循环使用寿命，常采用的方法是在正极材料的表面包覆一层金属氧化物。这种方法可有效抑制电解液对正极材料的腐蚀，避免正极材料中镍离子、钴离子和锰离子的溶出，从而有利于提高正极材料的结构稳定性。但与未包覆金属氧化物的正极材料相比，常用的金属氧化物(如氧化铝、氧化镁等)包覆材料的导电性较差，会在一定程度上导致正极材料电化学比容量的下降。

在此基础上，如何既能够实现镍钴锰铝酸锂正极材料结构稳定性的提升，又能够抑制包覆导致的导电性下降，对于同时提高镍钴锰铝酸锂正极材料的电化学比容量和循环稳定性具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种改性镍钴锰铝酸锂正极材料、其制备方法及锂离子电池，以解决现有技术中镍钴锰铝酸锂正极材料无法兼具优良的导电性和结构稳定性，进而导致现有的镍钴锰铝酸锂正极材料在电化学比容量和循环稳定性方面的性能还不太理想的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种改性镍钴锰铝酸锂正极材料的制备方法，改性镍钴锰铝酸锂正极材料的制备方法包括：对镍钴锰铝酸锂正极材料和金属氧化物进行第一煅烧处理，得到金属氧化物@镍钴锰铝酸锂正极材料；对金属氧化物@镍钴锰铝酸锂正极材料、酚醛树脂和溶剂进行混合及干燥处理，得到酚醛树脂@金属氧化物@镍钴锰铝酸锂正极材料；在无氧条件下，对酚醛树脂@金属氧化物@镍钴锰铝酸锂正极材料进行第二煅烧处理，得到聚并苯@金属氧化物@镍钴锰铝酸锂正极材料，聚并苯@金属氧化物@镍钴锰铝酸锂正极材料即改性镍钴锰铝酸锂正极材料。

进一步地，镍钴锰铝酸锂正极材料与金属氧化物的重量比为1:(0.01～0.05)；优选地，金属氧化物选自氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铬、氧化钛和氧化锌组成的组中的一种或多种。

进一步地，第一煅烧处理的温度为400～700℃，时间为5～10h，第一煅烧处理在氧气气氛中进行，氧气的浓度≥99.9％。

进一步地，镍钴锰铝酸锂正极材料与酚醛树脂的重量比为1:(0.05～0.25)。

进一步地，第二煅烧处理的温度为500～700℃，时间为5～10h。

进一步地，镍钴锰铝酸锂正极材料具有如下通式：Li_xNi_aCo_bMn_cAl_dO₂，其中1.00≤x≤1.06、0.30≤a≤0.90、0.03≤b≤0.15、0.01≤c≤0.10、0.005≤d≤0.040，且a+b+c+d＝1。