[发明专利]一种镍钴锰酸锂正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开镍钴锰酸锂正极材料，镍钴锰酸锂正极材料是以镍酸镧纳米晶为异质结晶核心，在镍酸镧纳米晶上依附有一层镍钴锰酸锂晶粒，形成以镍酸镧为核心的镍钴锰酸锂微米晶团簇粉体，解决了现有的三元材料锂电池的高倍率容量性能差及循环稳定性差的问题，本发明的制备方法，通过预置纳米晶核提供镍钴锰酸锂的结晶核心，形成以镍酸镧骨架的镍钴锰酸锂团簇颗粒，提供内部导电通道，有利于提高和发挥镍钴锰酸锂三元材电池的充放电比容量，且该制备方法简单可行。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，具体涉及一种镍钴锰酸锂正极材料，本发明还涉及该镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。

背景技术

在资源短缺，能源危机日趋严重的时机，随着社会工业和科学技术的不断进步，新能源产品的出来，极大地改变了原有的能源使用方式。锂离子电池因其具有较高的能量密度、较高的工作电压、较好的循环性能、较低的自放电率等优势，被认为是目前最理想的电化学能源。其中，正极材料作为锂离子电池中的锂源，是锂离子电池中最为重要的组成部分之一，目前广泛关注的是三元复合层状正极材料(LNCMO，LiNixCoyMnzO₂，x＝0.3～0.8，y＝0.1～0.3：z＝1-x-y)，而LNCMO正极材料用于动力电池上，目前存在的问题主要有为高倍率下容量性能差及循环稳定性差；围绕上述问题，目前的研究思路主要是正极材料改性和表面包覆两大类。

发明专利名称为：一种复合正极材料、其制备方法及包该复合正极材料的锂离子电池，专利号为CN106803586A，公开日为2017.06.06的专利公开了一种复合正极材料的制备方法，该发明通过在正极材料表面包覆ITO导电膜，提高导电性、阻隔电解液和正极材料的直接接触、降低副反应的发生，能够改善电池的倍率性能、循环性能和安全性能。

发明专利名称为：一种稀土掺杂改性的锂离子电池三元正极材料及其制备方法，专利号为CN103855384A，公开日为2014.06.11的专利公开了一种稀土镧、铈、镨和钐中的一种或几种掺杂的三元材料改性方法，通过抑制锂离子错排和结构坍塌，一定程度上改善了三元材料的电化学性能。

然而，专利号为CN106803586A的专利是对现行产业用三元材正极材料(粒径5～10μm)的包覆处理，专利号为CN103855384A的专利所合成的三元材正极材料同样也在5～10μm，与现行产品化的三元材正极材料粒径一致。出于能量密度、振实密度的考量，产业中通常采用5～10μm的材料粒径。这就决定了锂电池的高倍率、大电流下的充放电过程主要取决于锂离子在三元材料内部的扩散迁移速度。由于三元材料本身的导电性较差、锂离子迁移速率很小，大约为10^-11cm²/sec，相应的目前的研究和专利均不能从原理上根本解决三元材料锂电池的高倍率容量、循环容量保持率性能。

因此，从根本上解决三元材料高倍率充放电容量和保持率的出路在于保持现有压实密度的前提下，减小颗粒尺寸、提供更多的导电通道，这对于目前三元材料的锂离子电池的动力电池、高性能电池的应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种镍钴锰酸锂正极材料，解决了现有的三元材料锂电池的高倍率容量性能差及循环稳定性差的问题。

本发明的另一个目的是提供一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。

本发明所采用的一个技术方案是，一种镍钴锰酸锂正极材料，镍钴锰酸锂正极材料是以镍酸镧纳米晶为异质结晶核心，在镍酸镧纳米晶上依附有一层镍钴锰酸锂晶粒，形成以镍酸镧为核心的镍钴锰酸锂微米晶团簇粉体。

本发明的特点还在于，

镍酸镧纳米晶的尺寸为30nm～80nm，形貌为粒型或纤维型；镍钴锰酸锂微米晶团簇粉体的尺寸为5μm～10μm。

本发明所采用的另一个技术方案是，一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，具体按照如下步骤实施：