[发明专利]一种包覆型锂离子电池电极材料及其制备方法以及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种包覆型锂离子电池电极材料的制备方法。本发明通过将特定种类的包覆剂与有机分散剂混合，与电极材料基体在保护气氛条件下在高速混合机中混合，通入高温空气使包覆剂发生快速地自蔓延反应，部分包覆剂与电极材料基体表面的残留自由锂发生反应，在电极材料基体表面生成氧化铝或铝酸锂的包覆层，反应过程中避免使用大量的有机溶剂，同时实现降低材料表面残碱的目的。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种包覆型锂离子电池电极材料及其制备方法以及锂离子电池。

背景技术

人们对锂离子电池的使用寿命的担忧，影响了锂离子电池在电动自行车、电动汽车领域的大规模应用，改善正极材料的循环性能是解决使用寿命低的途径之一。研究表明，在正极材料表面包覆无机氧化物材料尤其是氧化铝或铝酸锂，可以有效的提高材料的循环性能。如公开号CN106784837A的中国专利公开了一种氧化铝包覆锂离子电池正极材料的制备方法，在正极材料氢氧化物前驱体中加入偏铝酸钠溶液，通入CO₂后得到氢氧化铝包覆的正极材料前驱体，然后再与锂盐混合热处理后得到所述的氧化铝包覆锂离子电池正极材料。该方法在水溶液中进行，不使用有机溶剂，提高了锂离子电池的放电容量和循环效率。公开号CN104201323B的中国专利公开了氧化铝包覆钴酸锂正极材料的制备方法，将含铝化合物、钴酸锂混合加热使含铝化合物汽化，再通入水蒸气得到表面沉积氢氧化铝的钴酸锂，再加热得到氧化铝包覆钴酸锂正极材料。合成的氧化铝包覆改性钴酸锂正极材料氧化铝包覆均匀，循环稳定性优良。

还有研究表明，降低正极材料表面残碱可以改善材料的循环性能。如公开号CN105070908A的中国专利公开了一种高镍正极材料的制备方法和锂离子电池，采用洗涤包覆剂对高镍正极材料基体洗涤的同时进行包覆，能够去除高镍正极材料表面残留的自由锂，还能在正极材料基体表面包覆其他元素，使锂离子电池具有较好的容量性能、循环性能及高温储存性能。所述的洗涤剂包括去离子水或乙醇；包覆剂为硝酸铝、硝酸钴、硝酸镁、硝酸锆或硼酸。公开号CN106784632A的中国专利公开了一种高界面稳定性正极材料合成方法，先测定正极材料基体表面有利Li，然后加入等计量比的Al源及自蔓延烧结所需的有机物，随后在低温下自蔓延烧结合成表面包覆层。所得材料界面稳定性高，不易溪水，加工性能好，高温性能和安全性能出色。

以上专利中，氧化铝或铝酸锂的包覆方法和去除锂离子电池正极材料表面残留自由锂的方法都存在普遍的缺点，如工艺步骤比较多，过程控制比较复杂，使用了大量的水或有机溶剂、对环境不友好，生产成本较高等。而且在制备过程中，容易发生包覆剂或沉淀剂未充分反应，或者正极材料中引入Na、F、Cl、N、S等其他杂质元素的现象。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种包覆型锂离子电池电极材料及其制备方法，本发明提供的包覆型锂离子电池电极材料制备方法简单可控、利于环保、生产成本低，同时实现降低材料表面残碱的目的。

本发明提供了一种包覆型锂离子电池电极材料的制备方法，包括以下步骤：

A)将包覆剂分散于有机分散剂中，得到包覆剂的分散液；

所述包覆剂选自铝粉、铝镁合金粉、异丙醇铝的一种或多种；

B)在保护气氛条件下，将电极材料基体与包覆剂的分散液混合搅拌，得到表面附着有包覆剂的电极材料；

C)在密闭环境、反应气氛条件下，将所述表面附着有包覆剂的电极材料进行加热，得到包覆型锂离子电池电极材料。

优选的，所述包覆剂选自铝粉、铝镁合金粉、异丙醇铝的一种或多种。

优选的，所述有机分散剂选自酯类有机化合物、酮类有机化合物、脂肪族烃类有机化合物、芳烃类有机化合物、醇类有机化合物或醚醇类有机化合物，优选为乙酸乙烯酯、乙酸丁酯、甲乙酮、甲基异丁基酮。