[发明专利]改性三元正极材料及其包覆改性方法

说明书

本发明公开了改性三元正极材料及其包覆改性方法。改性包覆方法，包括：将三元正极材料加入至无钴正极材料溶胶中混合均匀，然后依次进行干燥、烧结；三元正极材料为LiNi_xCo_yMn_1‑x‑yO₂，无钴正极材料溶胶中的无钴正极材料为LiNi_mMn_1‑mO₂，包覆层中的Ni含量不高于主体中的镍含量，即m≤x；无钴正极材料溶胶中的无钴正极材料的粒径范围为50~300nm。改性三元正极材料，采用上述无钴正极材料包覆改性三元正极材料的方法制得。改性三元正极材料，具有有效稳定的界面层，电极/电解液的界面反应小，材料循环性能好，容量高，金属溶出少，DCR增长小。

技术领域

本发明涉及锂电材料技术领域，具体而言，涉及改性三元正极材料及其包覆改性方法。

背景技术

三元正极材料已广泛应用于移动式设备和电动汽车领域，然而三元材料在循环过程中普遍会出现DCR增加过快以及循环性能劣化的影响，主要原因在于：1、电极/电解液的界面反应导致界面阻抗增加；2、传统包覆的无机惰性包覆层，包覆后增加材料本征的内阻，且由于包覆层为锂离子非活性层，在一定程度上影响了锂离子在材料本体的嵌入和脱出。现阶段常用固相法包覆没有电化学活性的氧化物作为稳定界面的包覆层没有从根本上解决材料的循环过程中性能劣化问题。氧化物固相法包覆有以下几个缺陷：1、形成的包覆层为岛状结构且不均匀，不能有效的抑制电极/电解液的界面反应；2、包覆层为惰性层无电化学活性，包覆后在一定程度上降低了材料的容量，导致材料在循环过程中的极化。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供改性三元正极材料及其包覆改性方法。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种无钴正极材料包覆改性三元正极材料的方法，包括：

将三元正极材料加入至无钴正极材料溶胶中混合均匀，然后依次进行干燥、烧结；

三元正极材料为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂（0＜x＜1,0＜y＜1），无钴正极材料溶胶中的无钴正极材料为LiNi_mMn_1-mO₂（0＜m＜1），即m≤x；

无钴正极材料溶胶中的无钴正极材料的粒径范围为50~300nm。

在可选的实施方式中，干燥方式为喷雾干燥。

在可选的实施方式中，无钴正极材料溶胶中固含量为15~65%。

在可选的实施方式中，无钴正极材料溶胶中无钴正极材料与三元正极材料的质量比为0.2~10%。

在可选的实施方式中，烧结温度为200~800℃，烧结气氛为空气或氧气气氛，烧结时间为5~20h。

在可选的实施方式中，将三元正极材料加入至无钴正极材料溶胶中混合均匀之前还包括制备无钴正极材料溶胶，制备方法包括：

将无钴正极材料、分散剂和絮凝剂与水混合，混合后使混合体系中固含量为15~65%。

在可选的实施方式中，无钴正极材料、分散剂以及絮凝剂的质量比为1:1.5~2.5:2.5~3.5；

优选地，分散剂选自十六烷基三甲基溴化铵、月桂基两性醋酸钠、硬脂酰乳酰乳酸铵和椰油基羟乙基磺酸钠中至少一种；

优选地，絮凝剂选自聚乙烯醇和柠檬酸中至少一种。

在可选的实施方式中，制备无钴正极材料溶胶之前还包括制备无钴正极材料，制备方法包括：