[发明专利]锂离子电池复合正极材料及其制备方法

说明书

本发明提出了一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法，在常规的高镍镍钴锰三元锂离子电池正极材料外包覆xBiPO₄/(1‑x)BiOBr，以此锂离子电池复合正极材料制备得到的锂离子电池具有以下优点：1)保证锂离子电池在表面和内部具有相同的传输速度，降低容差极化；2)避免电解液和高镍镍钴锰三元材料表面直接接触形成副反应；3)通过降低高镍镍钴锰三元材料的粒径，对其表面包覆能够实现对高镍镍钴锰三元材料的功率性能的大幅度提升。

技术领域

本发明涉及到锂离子电池材料领域，特别是涉及到一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法。

背景技术

当前普遍使用的燃油发动机汽车存在着动力效率低、尾气排放严重等问题,而混合动力装置(HEV)可以提高燃油汽车的燃烧效率、降低油耗和尾气排放。电池是HEV汽车的重要组成部分，目前HEV汽车使用的电池主要为锂离子电池。评判HEV汽车用锂离子电池的性能一个重要指标是锂离子电池的功率性能，因此开发满足符合HEV汽车用高功率的锂离子电池十分必要。基于嵌锂-脱锂机制的锂离子电池的功率性能依赖于锂离子在锂离子电池正极材料内部的嵌入和脱出的速率以及电子在电极材料内部的传输速率。理想的高镍镍钴锰三元材料是一种理想的高功率锂离子电池正极材料，但在实际使用过程由于锂离子电池正极材料表面和体相的脱嵌锂深度不一致以及电解液对表面的侵蚀，导致电池功率性能的恶化；其次，高镍镍钴锰三元材料在制备过程中会在表面和晶界形成一层绝缘的LiOH和Li₂CO₃,抑制锂离子在电解液/锂离子电池正极材料界面的传输，进一步降低电芯的功率性能。针对以上缺点，本发明提出了一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法。

本发明提出一种锂离子电池复合正极材料，包括包覆材料和正极活性材料，包覆材料包覆在正极活性材料的表面，包覆材料为xBiPO₄/(1-x)BiOBr，正极活性材料与包覆材料的质量比为5000:1～100:1。

进一步地，正极活性材料为三元材料Li_1+aNi_1-b-cCo_bMn_cO₂(0≤a≤0.15，0.1≤b+c≤0.4)。

进一步地，锂离子电池复合正极材料的平均粒径范围包括2微米～5微米。

本发明还提出了一种锂离子电池复合正极材料的制备方法，用于制备上述的锂离子电池复合正极材料，包括：

将铋源、去离子水以及酸剂按照第一指定比例混合，搅拌得到溶液A，同时将磷酸钠盐、溴盐和去离子水按照第二指定比例混合，得到溶液B；

将溶液B按照第三指定比例缓慢加入溶液A中，搅拌得到悬浊液C；

将悬浊液C置于反应釜中，在指定温度下反应第一指定时间，得到物质D；

将物质D离心，并用去离子水反复清洗至PH为6-8，得到包覆材料；

将具有指定粒径的正极活性材料、包覆材料与磨球按照第一质量比例在干燥氛围下按照指定球磨工艺进行球磨，得到锂离子电池复合正极材料前驱体；

将锂离子电池复合正极材料前驱体置于烧结炉中，并通入干燥的混合气体，在指定烧结工艺下烧结指定时间，获得锂离子电池复合正极材料。