[发明专利]复合三元前驱体及其制备方法和应用

说明书

本申请涉及锂电池材料技术领域，提供了一种复合三元前驱体，本申请提供的复合三元前驱体具有核壳结构，包括三元前驱体材料和包覆在三元前驱体材料表面的油酸金属络合物层。由于复合三元前驱体含有包覆在三元前驱体材料表面的油酸金属络合物层，油酸金属络合物层能够均匀的包覆在三元前驱体材料的表面，进一步使形成的复合三元前驱体与锂源烧结后，形成金属氧化物层包覆的锂离子三元正极材料更有利于增强电池的循环寿命。

技术领域

本申请属于锂电池材料技术领域，尤其涉及一种复合三元前驱体及其制备方法和应用。

背景技术

随着新能源的高速发展，锂离子电池以其独特的优势引起了广泛的关注，尤其是在3C类产品和新能源汽车领域得到了广泛应用。

三元材料作为当前热门的锂离子电池正极材料，具有比容量高，安全性能好等诸多优点。高镍三元正极材料能够极大的提升比容量，然而，高镍材料也会引发一系列问题，如镍含量的升高会导致钴和锰含量的降低，从而影响电池的循环寿命以及使用安全性。此外，高镍材料容易发生阳离子混排，造成材料的电化学性能衰减。

为解决上述问题，目前主要采用各种包覆手段对材料进行改性实现材料结构的稳定性，然而所采用的包覆改性手段大多为高价氧化物，不仅步骤繁琐且成本高昂，不利于产业化推广。

发明内容

本申请的目的在于提供一种复合三元前驱体及其制备方法和应用，旨在解决现有的三元锂电池正极材料的制备方法存在工艺步骤繁琐和成本高的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种复合三元前驱体，所述复合三元前驱体具有核壳结构，包括三元前驱体材料和包覆在三元前驱体材料表面的油酸金属络合物层。

第二方面，本申请提供一种复合三元前驱体的制备方法，所述制备方法包括：

提供镍钴锰三元前驱体母液和pickering油相乳化液，所述pickering油相乳化液含有油酸金属络合物；

将所述镍钴锰三元前驱体母液与所述pickering油相乳化液进行混合处理，形成pickering乳液；

将所述pickering乳液进行离心和干燥处理，获得包覆结构的复合三元前驱体材料。

第三方面，本申请提供一种三元材料，所述三元材料是由上述的复合三元前驱体或上述制备方法制备得到的复合三元前驱体与锂源的混合物烧结形成。

第四方面，本申请提供一种正极材料，包括上述的三元材料。

本申请第一方面提供的复合三元前驱体，该复合三元前驱体由于含有包覆在三元前驱体材料表面的油酸金属络合物层，油酸金属络合物层能够均匀的包覆在三元前驱体材料的表面，进一步使形成的复合三元前驱体与锂源烧结后，形成金属氧化物层包覆的三元材料更有利于锂离子的嵌入和脱出，因此，能够有效增大电池的容量。

本申请第二方面提供的复合三元前驱体的制备方法，先将镍钴锰三元前驱体母液与pickering油相乳化液进行混合形成pickering乳液体系，然后对pickering乳液体系进行离心和干燥处理，便可以实现对镍钴锰三元前驱体表面进行包覆，形成均匀的油酸金属络合物的表面包覆层，这种核壳结构的复合三元前驱体与锂源烧结后，会形成金属氧化物层包覆的镍钴锰三元材料，这样层状结构更有利于锂离子快速的嵌入和脱出，从而具有高的电子导电率和离子导电率，因此能够有效增大电池的容量。此外，采用pickering乳液体系形成油酸金属络合物层包覆三元前驱体，不仅制备方法简单、成本低，而且包覆层均匀，便于工业化生产。

本申请第三方面提供的三元材料，由复合三元前驱体与锂源的混合物烧结形成金属氧化物层包覆的三元材料，这种由包覆形成的层状结构更有利于锂离子的嵌入和脱出，由此电池容量得到很大的提升。