[发明专利]一种超疏水改性锂电池高镍正极材料的方法

说明书

本发明属于锂电池正极材料的技术领域，提供了一种超疏水改性锂电池高镍正极材料的方法。该方法通过在LiNi_0.6CO_0.2Mn_0.2O₂上原位聚合制得导电聚合物包覆的LiNi_0.6CO_0.2Mn_0.2O₂，进一步与γ‑巯丙基三甲氧基硅烷进行水浴反应，经过滤、抽提、干燥，制得超疏水改性锂电池高镍正极材料。与传统方法相比，本发明的制备的高镍正极材料，通过加入γ‑巯丙基三甲氧基硅烷，有效解决了正极材料导电疏水性差的问题，导电聚合物包覆LiNi_0.6CO_0.2Mn_0.2O₂，提高了导电性能，同时氧化剂可以将Ni²⁺氧化成Ni³⁺，少部分氧化剂被包覆储存起来起到缓释作用，有效降低了富镍锂离子三元正极材料表面Ni²⁺，防止材料中Ni²⁺/Li⁺混排，整体性能优异，在锂电池领域具有极好的应用前景。

技术领域

本发明属于锂电池正极材料的技术领域，提供了一种超疏水改性锂电池高镍正极材料的方法。

背景技术

锂离子电池由于具有比能量高、工作电压高、应用温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、安全性能好等独特的优势，在民用军用通信设备及数码产品电源中已经得到广泛应用。在资源匮乏及节能减排的国际背景下，锂离子电池由于其较高的体积能量密度、质量能量密度以及优异的循环性能，被当今国际上公认为理想的新能源汽车能量储存和输出电源。

正极材料是锂离子电池的关键组成。锂离子电池正极材料的研究开始于20世纪80年代初。J.B.Goodenough课题组最早申请的钴酸锂（LiCoO₂）、镍酸锂（LiNiO₂）和锰酸锂（LiMn₂O₄）的基本专利，奠定了正极材料的研究基础。目前，锂离子电池正极材料研究和应用较为广泛的为钴酸锂材料、锰酸锂材料、磷酸铁锂材料、氧化镍钴锰锂材料、富锂锰基材料。

三元材料提高镍的含量能大大提升材料的比容量，因此高镍三元材料必然是将来大型电池的一种理想材料。但随着镍含量的提高，正极材料的Ni 增加电池性能下降：氧化还原峰极化增大，导致体积收缩，容量衰减，循环性能变差；随着循环的进行放电电压降低，Ni含量增加内阻也有增加的趋势；热分解温度降低，放热量增加，即材料热稳定性变差；Ni4+含量高，Ni4+有很强的还原倾向，容易发生 Ni4+—Ni3+的反应，从而氧化电解液，使得热稳定性变差；存在大比例的 Ni2+，导致材料呈氧化性，进而电极材料可以缓慢地分解液体电解质，电池胀气、过充等安全问题更加突出。因此，高镍正极材料的研究和应用备受瞩目。