[发明专利]一种高镍与无机纳米粉体复合的电极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高镍与无机纳米粉体复合的电极材料及其制备方法，其制备方法包括共混、烧结、研磨、筛分等工艺，具有工艺简单、能耗低、产率高的优点。该复合电极材料包括镍钴锰复合氧化物；所述的镍钴锰复合氧化物形成微球，该微球被由无机纳米材料形成的包覆层所包覆；该复合电极材料可作为锂离子电池的正极活性材料，能够大幅提高锂离子电池的电化学性能，同时提高其循环稳定性和倍率性能，解决三元正极材料稳定性差和倍率特性差等缺点，使其电化学性能很好的发挥出来，在锂离子电池应用领域有巨大的发展潜力。

技术领域

本发明属于能源存储材料与电化学技术领域，具体涉及一种高镍与无机纳米粉体复合的电极材料及其制备方法。

背景技术

随着科技的发展及人口的急剧增长，能源危机和环境问题日益突出。这就促使人们更加重视建立新型的、有效的能源供应体系，在保证经济的可持续增长的同时，其还应满足环境有益的要求。其中，开发新能源和可再生清洁能源是当前解决这些问题最有效的方法之一，新能源材料则是实现新能源的开发和利用，并支撑它发展的基础和核心。在众多的新型能源体系中，如风能、太阳能、生物质能等都具备不连续的特性，若要将其有效的并入电网系统，那么能源的转换和存储装置是不可或缺。

锂离子电池，是当前最为成熟的电化学能源存储体系，其可作为动力电源、3C电源和大规模能量存储电源等。随着人们日常生活水平的提高及地域间融合程度不断攀升，锂离子电池作为电动汽车的动力电源时，其续航里程和循环使用寿命等已远不能满足当前社会的需求，因此亟待开发具有高能量密度和长循环寿命的锂离子电池服务于未来的新能源汽车的快速发展。

众所周知，正极材料是决定锂离子电池能量密度的关键因素，因此高性能正极材料的开发迫在眉睫。在众多锂离子电池正极材料中，高镍三元正极材料因其具有较高的理论容量和较低的材料成本等而受到了广泛的关注。然而，高镍三元正极材料的循环稳定性还远不能达到当前动力电池对其使用寿命的要求。因此，改善高镍三元正极材料的循环稳定型是当前锂离子动力电池领域中的热点与前沿。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高镍与无机纳米粉体复合的电极材料及其制备方法，其制备过程简单，能耗低，产率高，所得的复合电极材料作为锂离子电池正极材料具有良好的电化学性能，能够改善高镍三元正极材料的循环稳定性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种高镍与无机纳米粉体复合的电极材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将镍钴锰氢氧化物前驱体和LiOH·H2O在高速混合机中进行一次共混；

2)将步骤1)所得产物在高温马弗炉中进行一次烧结；

3)将步骤2)所得产物用研钵研磨，然后在机械振动筛中过筛；

4)将步骤3)所得产物与无机纳米材料在高速混合机中进行二次共混；

5)将步骤4)所得产物在高温马弗炉中进行二次烧结；

6)将步骤5)所得产物进行研磨、筛分，即得。

作为本发明的进一步改进：步骤1)中所述的镍钴锰氢氧化物前驱体为Ni_0.81Co_0.09Mn_0.10(OH)₂前驱体，与LiOH·H2O的质量比为1：1.03～1.08。

作为本发明的进一步改进：步骤4)中所述的无机纳米材料的质量占原料总质量的0.15％～0.50％。

作为本发明的进一步改进：步骤1)中所述的一次共混的共混转速为600～850rpm，共混时间为15～30min。

作为本发明的进一步改进：步骤4)中所述的二次共混的共混转速为500～1500rpm，共混时间为15～35min。