[发明专利]一种气相包覆金属氧化物的锂电池的三元正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种气相包覆金属氧化物的锂电池的三元正极材料的制备方法，所述的方法具体为：将三元正极材料置于氧化钨气体氛围中，通过降温使氧化钨沉积在三元正极材料的表面形成气相包覆金属氧化物的锂电池单晶三元正极材料。其优势在于相比于传统的固相包覆方式和液相包覆方式，这种气相包覆方式可以获得致密的金属氧化物包覆层，以减少电解液与三元正极材料接触面的副反应，使三元正极材料获得更好的循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料领域，具体为一种气相包覆金属氧化物的锂电池的三元正极材料及其制备方法。

背景技术

申请人北京理工大学于2018年申请了一项发明专利CN201811492423.4，其公开了一种表层包覆钨酸锂及掺杂W的三元正极材料，所述表层包覆钨酸锂及掺杂W的三元正极材料包括镍钴锰三元正极材料及附着在所述镍钴锰三元正极材料之外的钨酸锂层；所述镍钴锰三元正极材料为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂,其中x0.6，y0，1-x-y0；所述镍钴锰三元正极材料向内延伸5-10nm的区域内掺杂W离子，形成W离子掺杂层。

其采用一步法实现，即在前驱体与锂盐混合的过程中加入钨源，再加高温煅烧得到，制备方法简单。所述表层包覆钨酸锂及掺杂W的三元正极材料可以改善高镍三元正极材料在循环过程中因表层结构不稳定而导致材料整体循环性能差等问题，其利用包覆及掺杂两者协同作用改善三元正极材料的电化学性能及结构稳定性，从而得到高性能的高镍三元正极材料。

其综合性能为循环50周后，表层包覆钨酸锂及掺杂W的三元正极材料与镍钴锰三元正极材料的循环性能相比，前者的循环容量保持率约为：95％-97.5％，后者循环保持率为93％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气相包覆金属氧化物的锂电池的三元正极材料及其制备方法，其优势在于相比于传统的固相包覆方式和液相包覆方式，这种气相包覆方式可以获得致密的金属氧化物包覆层，以减少电解液与三元正极材料接触面的副反应，使三元正极材料获得更好的循环性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气相包覆金属氧化物的锂电池的三元正极材料的制备方法，所述的方法具体为：将三元正极材料置于氧化钨气体氛围中，通过降温使氧化钨沉积在三元正极材料的表面形成气相包覆金属氧化物的锂电池单晶三元正极材料。

在上述的气相包覆金属氧化物的锂电池的三元正极材料的制备方法中，所述的氧化钨为WO_z，其中，0＜z≤3。

在上述的气相包覆金属氧化物的锂电池的三元正极材料的制备方法中，所述的三元正极材料为LiNi_xCo_yMn_(1-x-y)O₂，其中，0＜x≤0.7，0＜y＜1.0，0＜x+y＜1.0。

在上述的气相包覆金属氧化物的锂电池的三元正极材料的制备方法中，所述的方法具体包括如下步骤：

步骤1：把三元正极材料和单质钨颗粒均匀混合在一起；

步骤2：在500℃-700℃、有氧环境下保温3-10小时，使钨颗粒充分氧化成氧化钨后升华，在三元材料颗粒之间形成氧化钨气体氛围；

步骤3：降温至室温，使氧化钨沉积在三元正极材料表面，最后形成气相包覆金属氧化物的锂电池单晶三元正极材料。

在上述的气相包覆金属氧化物的锂电池的三元正极材料的制备方法中，所述的三元正极材料和单质钨的质量比为100:0.1-5。

在上述的气相包覆金属氧化物的锂电池的三元正极材料的制备方法中，所述的单质钨颗粒的粒径为0.1-1.0um。