[发明专利]一种包覆磷酸铝的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种包覆磷酸铝的镍钴铝酸锂正极材料，其化学表达式为：Li_aNi_xCo_yAl_zP_cO₂，其中，1≤a≤1.2，0.3≤x≤0.98，0.01≤y≤0.6，0.001≤z≤0.2，0.00001≤b≤0.03，0.0001≤c≤0.01；本发明还公开了一种包覆磷酸铝的镍钴铝酸锂正极材料的制备方法；本发明通过以可溶性铝盐为Al源，以可溶性磷酸盐为沉淀剂，通过控制结晶化学镀法在正极材料表面均匀镀覆一层AlPO₄包覆层，这种方法简单易操作，可精确控制AlPO₄的包覆量，且在包覆过程中通过表面活性剂解决沉淀问题，使包覆层薄而均匀，提高了正极材料的循环寿命和安全性能。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种包覆磷酸铝的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法。

背景技术

镍钴铝三元锂离子电池正极材料由于具有较高的能量密度以及相对较简单的制备工艺被广泛应用于IT产品以及新能源汽车领域，但镍钴铝酸锂 (LNCA)由于结构稳定性欠佳，高价镍容易与电解液反应，造成电解液的分解，并放出气体，对材料的循环寿命及安全性造成极大的危害；针对上述问题一般采用表面包覆的方式来改善，正极材料表面包覆的化学惰性的物质将正极材料与电解液有效隔离，避免了高价镍离子与电解液的反应，保持正极与电解液的稳定性，从而提高材料的循环寿命及安全性能。

AlPO₄的包覆对提高正极材料和电解液的稳定性具有显著的作用，但同时由于包覆的一般都是非电化学活性的物质，相应对材料的放电比容量造成一定的影响，如果包覆量过高，放电容量将会显著降低，如果包覆量不足，则材料的稳定性得不到有效的改善，因此，包覆材料能够薄而均匀的包覆在正极材料表面是实现放电比容量与稳定性达到平衡的重要因素，并且在包覆的过程中要防止AlPO₄沉淀。

发明内容

本发明的目的是提供一种包覆磷酸铝的镍钴铝酸锂正极材料，通过在正极材料的表面包覆磷酸铝，在解决放电比容量过低的同时保证了正极材料的稳定性。

本发明的另一个目的是提供一种包覆磷酸铝的镍钴铝酸锂正极材料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是:

一种包覆磷酸铝的镍钴铝酸锂正极材料，其化学表达式为:Li_aNi_xCo_yAl_zP_cO₂，其中，1≤a≤1.2，0.3≤x≤0.98，0.01≤y≤0.6，0.001 ≤z≤0.2，0.0001≤c≤0.01。

本发明的特点还在于，

在正极材料中掺杂金属元素，其化学表达式为:Li_aNi_xCo_yAl_zP_cR_bO₂，其中， b＝4/3-a/3-x-y-z，0.00001≤b≤0.03，R为金属元素，所述金属元素为除了镍、钴、锰以外的元素周期表中金属元素的一种或多种的组合。

一种包覆磷酸铝的镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，具体按照以下步骤实施:

步骤1，分别称取镍钴铝酸锂正极材料、量取铝盐溶液和磷酸盐溶液；

步骤2，将所述步骤1称取的镍钴铝酸锂正极材料分散在水中，并进行加热，得镍钴铝酸锂正极浆料；

步骤3，将所述步骤1量取的铝盐溶液以及磷酸盐溶液按照一定的速度并流加入到步骤2的镍钴铝酸锂浆料中并搅拌，同时加入表面活性剂；