[发明专利]一种SiO2

说明书

本发明主要公开了一种SiO₂包覆三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：按Li(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3)O₂:正硅酸乙酯为8‑15g:0.1‑1.1ml的比例在40‑85℃下水浴加热，搅拌，然后静置，取出悬浊液在110‑130℃干燥1.5‑2.5h，然后在700‑900℃下退火2‑3h，制得所述SiO₂包覆三元正极材料。以本发明所述的SiO₂包覆三元正极材料制成的纽扣电池具有制备方法简单，电池容量保持率高，多次循环使用电性能依然稳定良好等优点，具有很好的市场应用价值。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，特别涉及一种SiO₂包覆三元正极材料及其制备方法。

背景技术

随着人类的发展，人类对石油、煤、天然气的需求量在迅速增加，由于这些燃料属于不可再生资源，为了实现人类的可持续发展，新能源的开发和应用显得尤为重要。太阳能、地热能、风能、核能等新能源的广泛应用极大地缓解能源危机，促进了社会的极大发展，而电能作为最具绿色的能源得到了最为广泛的应用。电池作为一种将其它能量转化为化学能的储能设备，由于其组合移动方便、高容量等优点使其在电子设备、电动汽车等领域得以广泛的应用，随着科技的进步和发展，对电池的性能要求越来越高。目前市场最受欢迎的是锂离子电池，具有比能量大、比容量大、开路电压高、寿命长、自放电率低等许多优点。锂离子电池的基本结构包括正极，隔膜，负极，有机电解液，电池外壳。当对电池进行放电时，原先嵌在负极材料微孔中的锂离子脱出，经过电解液运动到正极。负极材料有很多微孔，这些微孔为锂离子提供“住所”，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。运动到正极的锂离子越多表明放电容量越高；当电池进行充电时，正极上生成锂离子，生成的锂离子经过电解液运动到负极，嵌入的锂离子越多表明充电容量越高。电解质常用PC(丙稀碳酸酯)、DMC(二甲基碳酸酯)等，负极材料常用石墨，正极材料有钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMnO₂)、磷酸铁锂(LiFePO₄)等，但利用这些正极材料制备所得的锂离子电池电化学性能不尽如人意，于是人们研发出性能更好的三元正极材料。由于镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)三种离子半径差不多，它们之间可以相互取代其位置而不改变锂离子电池正极材料的晶格结构，而且三者协同作用，从而增强锂离子电池正极材料的稳定性和电化学性能，因而镍钴锰三元正极材料所制备的锂离子电池同时拥有高放电容量、稳定的电性性能等优点而成为研究的热点。

三元正极材料虽然具备很多优点，但也有不足，比如当在高电压情况下循环性能不好，金属元素之间会产生混排，导电率低等问题。为了改善三元正极材料的性能，包裹成为了有效手段，如现有技术CN108134073A用氧化铝、氧化锌等金属氧化物包覆改性镍钴锰、镍钴铝三元正极材料，但采用干法混包覆的方法制备，不仅制备的产品电性能低，而且过程能耗高。CN104882589A用碳包覆镍钴锰三元正极材料，所制备的产品电化学性能不佳，如倍率充放电性能差等缺点。为了克服现有技术的不足，本发明通过SiO₂包覆改性三元正极材料，制备出高性能的三元正极材料以及相应的纽扣电池。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明通过SiO₂包覆三元正极材料，提高材料的稳定性，制备出高性能的三元正极材料以及相应的纽扣电池。

为了达到以上目的，本发明通过提供一种SiO₂包覆三元正极材料的制备方法。

另外，还提供了一种应用上述方法制备的SiO₂包覆三元正极材料的纽扣电池。

一种SiO₂包覆三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：