[发明专利]复合包覆制备改性高电压单晶三元正极材料的方法

说明书

本发明公开了一种复合包覆制备改性高电压单晶三元正极材料的方法，属于电化学技术领域。解决了现有技术包覆均匀性差，电导率及电性能不好的问题，其步骤包括：将锂盐与氢氧化物前驱体加入到球磨机中，混合5‑8h后，进行烧结，得到单晶包覆基体；将单晶包覆基体和去离子水加入到搅拌罐中，并向搅拌罐中加入可溶性磷酸盐和可溶性铝盐，将氢氧化锂用去离子水溶解后加入搅拌罐搅拌1h‑2h，经抽滤脱水，得到初始包覆的高电压单晶三元正极材料；将初始包覆的高电压单晶三元正极材料在500‑850℃下热处理4‑10h，即可得到复合包覆的高电压单晶三元正极材料。本发明可用于包覆制备高电压单晶三元正极材料。

技术领域

本发明涉及一种复合包覆制备改性高电压单晶三元正极材料的方法，属于电化学技术领域。

背景技术

目前主流高电压三元正极材料，主要通过制备单晶三元材料同时结合包覆工艺来提升其能量密度，但多数采用干法或湿法包覆氧化物(Al2O3、ZrO2、TiO2等)，缺点是包覆不均匀且无法保证包覆物全部生成含Li氧化物，从而影响其电导率及电性能；且常规湿法包覆工艺会产生污水，必须经过污水处理达标后才能排放，增加材料制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合包覆制备改性高电压单晶三元正极材料的方法，制备的高电压单晶三元正极材料循环寿命长，倍率性能高。

所述的复合包覆制备改性高电压单晶三元正极材料的方法，包括以下步骤：

(1)将锂盐与氢氧化物前驱体按摩尔比1.02-1.18:1加入到球磨机中，并加入聚氨酯球，混合5-8h后，进行烧结，得到单晶包覆基体Li_αNi_1-xCo_xMn_yO₂；

(2)按照质量比1：1-15的比例将单晶包覆基体Li_αNi_1-xCo_xMn_yO₂和去离子水加入到搅拌罐中，并向搅拌罐中加入可溶性磷酸盐和可溶性铝盐，将氢氧化锂用去离子水溶解后加入搅拌罐搅拌1h-2h，经抽滤脱水，得到初始包覆的高电压单晶三元正极材料；

(3)将初始包覆的高电压单晶三元正极材料在500-850℃下热处理4-10h，即可得到复合包覆的高电压单晶三元正极材料Li_αNi_1-xCo_xMn_yO₂/M_z。

进一步地讲，步骤(1)所述的烧结过程具体步骤如下：

以2-10℃/min的速度升温到650℃，然后以1-2℃/min的速度升温到750-800℃后保温5-10h，再升温到950-1050℃保温1-12h，最后以100℃/h的速度降至室温即可。

进一步地讲，步骤(1)所述的单晶包覆基体Li_αNi_1-xCo_xMn_yO₂，其中1.02≤α≤1.08，0.1≤x≤0.35，0.1≤y≤0.35。

进一步地讲，步骤(1)所述的锂盐为氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂中的一种或几种。

进一步地讲，步骤(2)所述的可溶性磷酸盐和可溶性铝盐的加入总量与单晶包覆基体Li_αNi_1-xCo_xMn_yO₂的摩尔比是0.0001-0.1:1。

进一步地讲，步骤(2)所述的氢氧化锂的加入量与可溶性磷酸盐和可溶性铝盐总量的摩尔比为1-13:1。