[发明专利]一种α-Fe2

说明书

本发明提供一种α‑Fe₂O₃引发导电聚合物包覆的锂离子三元正极材料及其制备方法，具体包括以下步骤：S1、将镍钴锰三元前驱体、α‑Fe₂O₃、锂盐湿磨混合后烧结得到铁掺杂、Fe₂O₃包覆的镍钴锰三元正极材料；S2、将S1的产物放置在含有导电聚合物单体溶液中，加热并保温一定时间，即可引发导电聚合物单体在表面聚合，得到掺杂、包覆多重改性的三元正极材料。本发明制得的三元正极材料结构稳定性好、电导率高，残碱含量低，循环性能优良。该方法具有工艺简单、操作简便、快速高效、成本低廉、经济效益显著的特点。

技术领域

本发明电化学技术领域，具体涉及一种α-Fe₂O₃引发导电聚合物包覆的锂离子三元正极材料及其制备方法。

背景技术

目前，电池技术仍是制约电动汽车发展的主要技术瓶颈，三元正极材料凭借超高的比容量、较高的工作电压平台以及高热稳定性等优点引起了广泛研究，由于该材料充电截止电压高，充放电过程会产生结构坍塌，析氧形成安全隐患，也存在首次不可逆容量高，倍率性能差等缺陷阻碍了其商业化进程。

为解决三元正极材料目前存在的许多问题、以及为满足电动车长续航里程的要求，众多科研工作者尝试了许多改善方法，比如材料的包覆、改性、前驱体制备工艺的改善，来提升材料的循环性能、倍率性能、安全性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型的掺杂包覆改性的锂离子三元正极材料及其制备方法。本发明的具体技术方案如下：

所述锂离子三元正极材料为铁掺杂、α-Fe₂O₃粒子包覆的三元正极材料；所述α-Fe₂O₃粒子具有双包覆层，内层为Li₂O包覆层，外层为导电聚合物包覆层。

一种α-Fe₂O₃引发导电聚合物包覆的锂离子三元正极材料及其制备方法，包括以下步骤：

S1、将镍钴锰三元材料前驱体Ni_xCo_yMn_(1-x-y)(OH)₂、锂盐、α-Fe₂O₃按一定的摩尔比混合，通过湿磨混合均匀后烧结得到铁掺杂、α-Fe₂O₃包覆的镍钴锰三元正极材料。

S2、将S1的产物放置在含有导电聚合物单体溶液中，加热并保温一定时间，包覆在镍钴锰三元正极材料表面的α-Fe₂O₃引发导电聚合物单体聚合，可在其表面形成导电聚合物的包覆层。最终，得到镍钴锰负载导电聚合物包覆α-Fe₂O₃的锂离子三元正极材料。

作为优选，S1所述的三元材料前驱体的化学式为Ni_xCo_yMn_(1-x-y)(OH)₂，其中0.5≤x≤0.9，0.1≤y＜0.5。

作为优选，S1所述的Ni_xCo_yMn_(1-x-y)(OH)₂、锂盐、α-Fe₂O₃的摩尔比为1:(1～1.15):(0.003～0.05)。

作为优选，S1所述的湿磨介质为甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、甲醛、蒸馏水、去离子水或甲酸中的一种或至少两种的混合。

作为优选，S1所述的烧结方式为两段式，首先以5～10℃/min升温至700～1000℃，保温10～24h，然后将温度降至350～500℃，保温5～8h。