[发明专利]正极材料的制备方法、正极材料及锂离子电池

说明书

本发明提供的一种正极材料的制备方法，包括以下步骤：将正极材料前驱体溶解于溶剂中得到混合溶液；滴加碱性溶液至所述混合溶液中得到碱性的预处理溶液；同时将锆源酸性滴定液和铝源碱性滴定液滴加到所述预处理溶液中进行共沉淀得到包覆正极材料前驱体；锂源与所述包覆正极材料前驱体按预设锂比金属配比混合，烧结制得复合氧化物包覆的正极材料。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是指一种正极材料的制备方法、正极材料及锂离子电池。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

正级材料作为电极材料的关键组元，在锂电池充放电过程中，其与电解液直接接触，过渡金属氧化物型正极材料容易被溶解侵蚀，换句话说，容易导致过渡金属离子溶解；而且电解液氧化分解所生成自由基也可能导致电极材料溶解，发生的副反应同时也会产生有害物质。针对上述问题，常见的解决措施是对正极材料表面进行包覆处理，利用包覆层将电池中的活性物质（过渡金属离子）与电解液隔离，能够有效的减少副反应的发生，抑制过渡金属离子溶解和减少电解液的分解，提高锂电池的循环性能。不仅如此，一些包覆层具有较好的导电性能，能够提高电极的导电能力，对锂电池的倍率性能是有益的。现有的包覆技术中通常是将前驱体和包覆材料的多种原材料直接机械混合，然后经过热处理，得到一种氧化物包覆的正极材料。但是，这种包覆方式无法得到均匀的、完整的、高效的包覆层。同时，采用多种原材料其生产成本高，所得到的单种氧化物包覆的正极材料对电池电化学性能的提高十分有限。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种改进的正极材料的制备方法，通过同时滴定覆层前驱物溶液共沉淀原位生成包覆层，得到的正极材料的包覆层能够紧紧的依附在正极材料基体表面，均匀性好，结合力强，可以有效地保护正极材料，避免与电解液的接触而发生副反应，制得的锂电池的电化学性能好。

本发明提供的技术方案为：一种正极材料的制备方法，包括以下步骤：

将正极材料前驱体溶解于溶剂中得到混合溶液；

滴加碱性溶液至所述混合溶液中得到碱性的预处理溶液；

将锆源酸性滴定液和铝源碱性滴定液同步滴加到所述预处理溶液中进行共沉淀得到包覆正极材料前驱体；

将锂源与所述包覆正极材料前驱体按预设锂比金属配比混合，烧结制得复合氧化物包覆的正极材料。

进一步地，所述正极材料前驱体具有下列化学式表示其组成：Ni_xCo_yMn_z(OH)₂（x+y+z=1，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1)。

进一步地，所述溶剂为水溶液或乙醇溶液中的一种，且在溶解过程中，所述水溶液或所述乙醇溶液的温度控制为25℃-80℃。

进一步地，在溶解过程中同时进行搅拌，搅拌速度为200rpm-450rpm。

进一步地，铝源包括偏铝酸钠、偏铝酸钾中的一种；锆源包括氯氧化锆、硫酸锆、硝酸锆中的一种。

进一步地，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、偏铝酸钠溶液或氨水溶液中的一种或组合。

进一步地，所述预处理溶液的PH值为8-11，共沉淀过程中PH值稳定为预设值。

进一步地，所述锂源与所述包覆正极材料前驱体的预设锂比金属配比为1.00-1.20，烧结过程中热处理的温度为300℃-1000℃，热处理的时间为3h-24h。

本发明还提供一种正极材料，采用以下方法步骤制得：

将正极材料前驱体溶解于溶剂中得到混合溶液；