[发明专利]一种高镍三元锂电池电极材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种高镍三元锂电池电极材料及制备方法，包括以下步骤：S1.制备钼酸铵溶液：将钼酸铵加入去离子水中，加热搅拌溶解，得到钼酸铵溶液；S2.制备二硫化钼：将S1步骤中的钼酸铵溶液加入硫化器中，再向硫化器中通入硫化氢气体将钼酸铵反应生成硫代钼酸铵，升温升压后酸化反应生成二硫化钼；S3.活化二硫化钼：将S2步骤中制备得到的二硫化钼加入氯化钯‑盐酸溶液中超声活化处理；S4.制备前驱体；S5.制备电极材料：将S4步骤中预稳定的高镍三元前躯体中加入氢氧化锂，研磨，烧结，得到锂电池电极材料。本发明具有副反应少、首次放电容量高、容量保持率高以及库伦效率高的优点。

技术领域

本发明涉及三元电池制备技术领域，具体涉及一种高镍三元锂电池电极材料及制备方法。

背景技术

锂离子电池和传统的蓄电池比较起来，不但能量更高，放电能力更强，循环寿命更长，而且其储能效率能够超过90%,以上特点决定了锂离子电池在电动汽车、存储电源等方面极具发展前景。决定锂离子动力电池成本和性能的关键在于材料，锂离子动力电池的材料决定了电动汽车的发展路线和运行模式。因此，突破锂离子动力电池的瓶颈问题，关键在于材料问题的解决。

目前商业化的锂离子电池目前主要采用LiCoO2作为正极材料，但LiCoO2存在安全性和耐过充性问题，Co属于稀有资源，价格昂贵，且金属钴容易对环境造成污染。而LiNiO2的稳定性差，容易引起安全问题，需在氧气气氛下合成，并且容易发生阳离子混排和生成非化学计量比结构化合物。LiMn2O4在循环过程中容易发生晶型转变以及锰离子的溶解，导致电池容量衰减。

目前，高镍三元正极材料还存在加工性能不好，存在不可逆反应，高温循环性能差等问题。由于Li+和Ni2+半径相近，Ni2+容易占据Li+位，造成离子混排，导致活性锂减少和容量降低，PH值和表面残锂偏高，影响材料加工性能，难以和浆涂布。在高温条件下，会被HF等腐蚀，破坏界面结构，进而导致金属Ni、Co、Mn在电解液中的溶解，造成容量的衰减。

富镍体系的三元材料具有容量高、价格低等优势，是目前三元正极材料的重要发展方向。但是富镍体系的三元材料其循环稳定性较差，采用表面修饰来改善富镍三元正极材料的电化学性能，可以减少材料与电解液的副反应，抑制金属离子溶解，优化材料的循环性能，但对抑制反复充放电过程中材料结构的坍塌有限。因此，目前在高镍三元电池应用推广中，防止富镍三元正极材料的结构坍塌至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高镍三元锂电池电极材料及制备方法，解决了副反应多、循环过程中容量衰减以及热稳定性差的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高镍三元锂电池电极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1 制备钼酸铵溶液：将钼酸铵加入去离子水中，加热搅拌溶解，得到钼酸铵溶液；

S2制备二硫化钼：将S1步骤中的钼酸铵溶液加入硫化器中，再向硫化器中通入硫化氢气体将钼酸铵反应生成硫代钼酸铵，升温升压后酸化反应生成二硫化钼，过滤，洗涤2-3次，干燥，得到二硫化钼待用；

S3活化二硫化钼：将S2步骤中制备得到的二硫化钼加入氯化钯-盐酸溶液中超声活化处理，过滤，洗涤2-3次，得到活化二硫化钼待用；

S4制备前驱体：硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰按摩尔比（6-8）：（0.8-1.2）：（0.8-1.2）加入反应器中，加入S3步骤得到的活化的二硫化钼，加热反应得到预稳定的高镍三元前躯体；

S5制备电极材料：将S4步骤中预稳定的高镍三元前躯体中加入氢氧化锂，研磨，烧结，得到锂电池电极材料。