[发明专利]一种正极材料及制备方法、锂离子电池

说明书

本发明公开了一种正极材料及制备方法、锂离子电池。磷酸铋包覆的811NCM材料的制备方法如下：将包覆前驱体烧结即得所述磷酸铋包覆的811NCM材料；包覆前驱体是通过811NCM溶液、Bi(NO₃)₃·5H₂O水溶液、(NH₄)H₂PO₄水溶液混合反应获得的固体；811NCM与Bi(NO₃)₃·5H₂O的摩尔比为300:1～100:1。本发明原材料便宜易得，成本低；制备方法简单，便于规模化生产；包覆层降低了811NCM表面碱性，可以减少电解液与活性材料的接触，抑制电解液中的微量HF对活性物质的侵蚀；所得BiPO₄包覆的811NCM材料具有优异的循环稳定性，可作为高能量密度电池的正极材料。

技术领域

本发明涉及一种正极材料及制备方法、锂离子电池，具体涉及一种磷酸铋(BiPO₄)包覆的LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂材料及制备方法、锂离子电池。

背景技术

高镍三元材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(以下用811NCM指代)容量高，越来越受到人们的重视，但是由于材料镍含量较高，材料表面碱性大，易吸水，与电解液发生副反应，从而影响到其循环稳定性。中国专利申请CN105680015A提供了一种在三元材料表面包覆氧化镧的正极材料及其制备方法，但是其制备过程中，采用固相烧结法，对材料颗粒大小不好控制，表面难以包覆均匀，所得电池放电不均匀、不稳定，循环性能较差。中国专利申请CN105140492A提出了一种表面包覆锆酸锂镍钴锰酸锂复合正极材料及制备方法，虽然其改善了材料的循环性能和倍率性能，但是其在包覆锆酸锂的烧结过程中，烧结温度850～900℃，温度较高，容易造成高镍材料团聚。

因此，研发一种包覆均匀的，颗粒大小易控的，比容量、循环性能和倍率性能均更优的锂离子电池正极材料是亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服了现有技术中正极材料制备过程中采用固相烧结法，对材料颗粒大小不好控制，表面难以包覆均匀，以及烧结温度过高，容易造成高镍材料团聚的缺陷，提供了一种正极材料及制备方法、锂离子电池。本发明原材料便宜易得，成本低；制备方法简单，便于规模化生产；包覆层降低了811NCM表面碱性，可以减少电解液与活性材料的接触，抑制电解液中的微量HF对活性物质的侵蚀；所得BiPO₄包覆的811NCM材料，具有优异的循环稳定性，可作为高能量密度电池的正极材料。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种磷酸铋包覆的811NCM材料的制备方法，其包括下述步骤：将包覆前驱体烧结即得所述磷酸铋包覆的811NCM材料；

其中，所述包覆前驱体是通过811NCM溶液、Bi(NO₃)₃·5H₂O水溶液、(NH₄)H₂PO₄水溶液混合反应获得的固体；所述811NCM与所述Bi(NO₃)₃·5H₂O的摩尔比为300:1～100:1；所述(NH₄)H₂PO₄与所述Bi(NO₃)₃·5H₂O的摩尔比为1:1。

本发明中，所述811NCM为本领域常规市售的高镍三元材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂。