[发明专利]一种高温长循环锂离子电池高镍正极材料及其制备方法

摘要

一种高温长循环锂离子电池高镍正极材料及其制备方法。正极材料化学式为Li1+zNi1‑x‑yCoxAlyNbzO2·wNb2O5，其中x、y、z、w为摩尔数，0＜x≤0.2，0＜y≤0.1,0＜x+y≤0.2，0＜z≤0.05，0＜w≤0.02且0＜z+w≤0.06，Nb为掺杂元素，Nb2O5为高温长循环锂离子电池高镍正极材料的包覆层活性氧化物。该正极材料通过三个步骤制备而成，本发明可大幅度提高锂离子电池高镍正极材料的倍率性能和循环性能，特别在高温长循环大倍率条件下，表现出优异的电化学性能和安全性能。该制备方法简单、成本低廉、操作容易，能大幅度的提高了高镍正极材料的各方面性能，具备较大的商业化潜质。

主权项

1.一种高温长循环锂离子电池高镍正极材料，其特征在于：化学式为Li1+zNi1‑x‑yCoxAlyNbzO2·wNb2O5，其中x、y、z、w为摩尔数，0＜x≤0.2，0＜y≤0.1,0＜x+y≤0.2，0＜z≤0.05，0＜w≤0.02且0＜z+w≤0.06，Nb为掺杂元素，Nb2O5为高温长循环锂离子电池高镍正极材料的包覆层活性氧化物；通过如下步骤制备而成：(1)以摩尔比计，将硫酸镍、硫酸钴、硫酸铝溶液按照Ni:Co:Al为(1‑x‑y)：x：y的比例混合后加入反应釜中，用氢氧化钠作为沉淀剂，用氨水调节混合溶液的PH值为9～12，进行共沉淀反应，用纯净水过滤干燥后可得到前驱体(Ni1‑x‑yCoxAly)(OH)2；(2)将氢氧化锂、前驱体材料和第一铌源按照摩尔比Li：(Ni+Co+Al)：Nb＝(1+z):1：z进行称量，然后将物料放入混料罐中，混合6～24小时后，将混合料干燥后压片准备煅烧；煅烧的过程是：将干燥压片后的混合物放入管式炉中，在氧气氛围下于400～700℃加热预处理2～10h，然后升温至700～1000℃烧结6～30h，再自然冷却至室温；(3)以摩尔比计，按Nb：(Ni+Co+Al)＝2w:1的比例称取第二铌源，加入分散剂，配成浓度为0.0001～0.5mol/L的混合溶液，再将步骤(2)煅烧好的材料加入其中，搅拌0.5～4h，然后在60～100℃下蒸干，将所得粉末在干燥空气气氛下于300～500℃加热烧结1～10h，得到成品Li1+zNi1‑x‑yCoxAlyNbzO2·wNb2O5。