[发明专利]一种Li2

说明书

本发明涉及一种Li₂SeO₄快离子导体改性的锂离子电池正极材料，属于锂离子电池技术领域。通过将锂离子电池正极材料与硒源混合，得到的混合物充分研磨，煅烧得到表面改性的材料；然后以所述表面改性的材料为正极材料组装纽扣电池，在2.75V～4.6V电压范围内，小于等于0.05C倍率下充放电循环一周，在所述纽扣电池正极得到所述正极材料。Li₂SeO₄均匀地包覆在正极材料颗粒界面能够阻碍电解质对于电极材料的侵蚀，可提高正极材料长循环性能和热稳定性能。Li₂SeO₄还可渗透进入正极材料二次颗粒内部均匀地包覆在一次颗粒表面，显著提高材料充放电过程中的锂离子嵌入嵌出速率，改善正极材料倍率性能。

技术领域

本发明涉及一种Li₂SeO₄快离子导体改性的锂离子电池正极材料，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

目前，煤石油天然气等化石能源日益枯竭，此外，环境污染问题逐渐成为各国关注的重点问题。纯电动汽车和油汽混动汽车的发展越来越被人们所关注。这就需要锂二次电池快速发展以满足人们对于新能源电池实际应用的迫切需求。锂离子电池可以提供最高的质量能量密度和体积能量密度，以及最快速的充放电速率，并且其成本低。由于锂离子电池的这些优点，其被广泛应用于各种电子设备中，如电脑，手机，电动工具，工业设备，节能混合动力船舶，飞机，无人机，插电式混合动力和纯电动汽车。锂锂离子电池正极材料中，钴酸锂和磷酸铁锂以及三元材料依次在市场中扮演者重要角色。钴酸锂多应用于小型便捷式电子设备，高压钴酸锂材料至今仍是商业和学术界研究的重点。磷酸铁锂正极材料的质量比容量偏低，但是其安全性好，电化学循环性能稳定，仍然广泛地应用于小型电动汽车电池正极材料。三元材料由于其充放电比容量高，倍率性能和电化学循环性能良好，近年来在各大电池厂商生产正极材料的产量以及在电动汽车上的应用均呈现出显著提升的趋势。

镍钴锰(NCM)三元正极材料拥有高能量密度，其在2.75-4.3V，25℃条件下放电比容量超过200mAh/g，但是由于Ni元素在材料合成过程中会发生偏析而在表面富集，在合成过程中由于高温煅烧结晶过程中不可避免会发生Li⁺/Ni²⁺混排。随后在电化学循环过程中，由于Li⁺和Ni²⁺的离子半径相近，会进一步发生Li⁺/Ni²⁺混排。Li⁺/Ni²⁺混排导致的相变问题一般起始于NCM三元正极材料颗粒表层，而后逐步向颗粒内部扩散(Seung-Taek Myung,Filippo Maglia,Kang-Joon Park,Chong Seung Yoon,Peter Lamp,Sung-Jin Kim,andYang-Kook Sun,ACS Energy Lett.2017,2,196-223)，造成电极结构衰败，影响NCM三元正极材料的电化学循环稳定性和安全性能(Arumugam Manthiram,James C.Knight,Seung-Taek Myung,Seung-Min Oh,and Yang-Kook Su,Adv.Energy Mater.2016,6,1501010)。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种Li₂SeO₄快离子导体改性的锂离子电池正极材料。快离子导体Li₂SeO₄均匀地包覆在正极材料颗粒界面能够阻碍电解质对于电极材料的侵蚀，可提高正极材料长循环性能和热稳定性能。Li₂SeO₄还可渗透进入正极材料二次颗粒内部均匀地包覆在一次颗粒表面，显著提高材料充放电过程中的锂离子嵌入嵌出速率，改善正极材料倍率性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种Li₂SeO₄快离子导体改性的锂离子电池正极材料，所述材料通过以下方法制备得到，所述方法步骤如下：