[发明专利]用于锂离子电池的表面包覆有锂盐包覆层的高镍三元正极材料的制备方法、锂离子电池

说明书

本发明公开了一种用于锂离子电池的表面包覆有锂盐包覆层的高镍三元正极材料的制备方法，步骤为：(1)将含有‑COONH₄的铵盐与表面具有残锂的高镍三元正极材料固相混合，铵盐的粒径D满足0.1μm≤D＜2μm；(2)将步骤(1)所得中间产物进行煅烧，使得铵盐和高镍三元正极材料表面的残锂进行反应，得到表面包覆有锂盐包覆层的高镍三元正极材料；高镍三元正极材料的化学通式为LiNi_xM_1‑xO₂，其中，0.5≤x＜1，M为Co、Mn、Al中的几种，高镍三元正极材料表面包覆的锂盐包覆层为含有‑COOLi官能团的锂盐本发明通过对高镍三元正极材料表面的残锂进行改性形成一层稳定的锂盐包覆层，既可去除表面残锂并包覆在材料表面形成保护层，又可抑制碳酸锂的生成，且不会破坏材料的晶体结构。

技术领域

本发明属于新能源材料领域，更具体地说，本发明涉及一种用于锂离子电池的表面包覆有锂盐包覆层的高镍三元正极材料及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

高镍材料由于具有较高的比容量和较好的循环性能，是目前正极材料发展的主要方向。但是高镍材料表面残锂(LiOH和Li₂CO₃)的存在使其碱度增加，在电极制作的过程中浆料容易凝胶。而且，材料表面的LiOH暴露于空气中并转化为Li₂CO₃，导致电芯存储性能的恶化和产气量的增加。上述问题严重制约了高镍材料在锂离子电池正极材料中的应用。

有人通过调配锂盐溶液对高镍材料进行洗涤，以达到去除表面残锂的目的。但是液相洗涤容易使高镍材料晶体内部发生化学脱锂，并且洗涤后的高镍材料在后续加工过程暴露在外界环境中，有可能再次生成残锂；也有人通过将高镍材料分散在磷酸盐溶液中，使其表面残锂与磷酸根离子结合形成沉淀，再通过煅烧形成表面包覆有磷酸锂的材料，以达到改性残锂的目的。该方法的液相反应过程中也容易使材料表面发生化学脱锂、磷酸锂沉淀难以均匀分布在高镍材料表面，并且该方法步骤复杂，成本较高，生产难度较大。

有鉴于此，确有必要提供一种既可显著降低材料表面的残锂量，还可提高材料的稳定性的、用于锂离子电池的表面包覆有锂盐包覆层的高镍三元正极材料及其制备方法、锂离子电池。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有锂离子电池高镍正极材料在去除表面残锂后出现的化学脱锂、晶体结构被破坏、锂沉淀在材料表面分布不均等问题，提供一种既可显著降低材料表面的残锂量，又可抑制碳酸锂的生成，还不会破坏材料的晶体结构的、用于锂离子电池的表面包覆有锂盐包覆层的高镍三元正极材料及其制备方法、锂离子电池。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种用于锂离子电池的表面包覆有锂盐包覆层的高镍三元正极材料，所述高镍三元正极材料的化学通式为 LiNi_xM_1-xO₂，其中，0.5≤x＜1，M为Co、Mn、Al中的几种，高镍三元正极材料表面包覆的锂盐包覆层为含有-COOLi官能团的锂盐。

作为本发明用于锂离子电池的表面包覆有锂盐包覆层的高镍三元正极材料的一种改进，所述锂盐的化学通式为C_xH_yO_z(COOLi)_n，其中，x、y、n＞0，z≥0。

作为本发明锂用于锂离子电池的表面包覆有锂盐包覆层的高镍三元正极材料的一种改进，所述锂盐为草酸锂、乙酸锂、柠檬酸锂中的一种或几种。

作为本发明用于锂离子电池的表面包覆有锂盐包覆层的高镍三元正极材料的一种改进，所述包覆层的厚度为50～300nm。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种用于锂离子电池的表面包覆有锂盐包覆层的高镍三元正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：