[发明专利]一种表面包覆改性锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种表面包覆改性锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于包括：

制备Al(H₂PO₄)₃饱和溶液，用作包覆处理高镍三元正极材料；

将高镍三元正极材料分散于无水乙醇中，待完全分散后，将Al(H₂PO₄)₃饱和溶液以设定比例加入进行液相处理，蒸干后经过干燥、烧结得到包覆样品；

所述的包覆样品经过热处理后，在表面形成兼备化学稳定性、热稳定性良好并且离子电导率良好的Li₃PO₄与AlPO₄的复相包覆层，使得正极材料的循环性能与倍率性能得到明显的改善，Al(H₂PO₄)₃包覆量为高镍三元正极材料的0.1～3wt％。

2.根据权利要求1所述的表面包覆改性锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、Al(H₂PO₄)₃饱和溶液的制备：

采用预定摩尔比的Al(OH)₃粉末倒入磷酸水溶液中，其中按原子比Al：P＝1：3.03，搅拌蒸发至饱和，制得Al(H₂PO₄)₃饱和溶液；

步骤二、高镍三元正极材料表面包覆Al(H₂PO₄)₃：

将高镍三元正极材料分散于无水乙醇中，向分散有三元正极材料的无水乙醇中滴入步骤一中的Al(H₂PO₄)₃饱和溶液，50℃恒温搅拌，直至液体挥发至少量，烘干包覆后的高镍三元正极材料，控制Al(H₂PO₄)₃包覆量占高镍三元正极材料0.1～3wt％，得到包覆样品；

步骤三、包覆后的高镍三元正极材料的高温二次烧结：

将步骤二中干燥后的包覆样品置于坩埚中，置于管式炉中，以2～5℃/min的升温速度升温500～650℃，保温4～10h后随炉冷却，过程中始终保持O₂气氛；

步骤四、样品过筛并收集：

将步骤三中炉冷却后的样品经过适当研磨后过筛，收集到的包覆后的高镍三元正极材料，即为由Al(H₂PO₄)₃包覆处理的高镍正极材料。

3.根据权利要求1或2所述的表面包覆改性锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述的高镍三元正极材料包括但不限于Li(Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2)O₂、Li(Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1)O₂、Li(Ni_0.8Co_0.05Al_0.15)O₂。

4.根据权利要求2所述的表面包覆改性锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所使用的Al(OH)₃粉末纯度≥99.5％，颗粒尺寸为1～3μm，磷酸(H₃PO₄)浓度≥85％，需稀释至42.5％。

5.根据权利要求2所述的表面包覆改性锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，无水乙醇为无水级，水分≤0.005％，搅拌转速为300r/min，50℃恒温保温，直至液体挥发至少量。

6.根据权利要求2所述的表面包覆改性锂离子电池高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，将包覆后的物料置于100℃真空烘箱，经过12～24h完全干燥，得到包覆样品。