[发明专利]一种表面包覆改性的镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种表面包覆改性的镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，利用流化床‑化学沉积法进行表面氧化铝层包覆，包括LiNiaCobMncO2和附着在其表面的包覆层。所述的锂、镍、钴、锰的摩尔比为1.02～1.12:a:b:c，其中a≥0.5，b、c＞0，a+b+c＝1。本发明的主要有益效果是利用此方法所制备的材料倍率性能良好，同时显著改善了电池的常温循环性能。

技术领域：

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种表面包覆改性的镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法。

背景技术：

锂离子电池三元正极材料(NCM)自被发现以来，就因其具有较高的容量(理论容量高达270mAh/g)、优良的安全性能、低廉的价格优势等因素而得到了研究者的广泛关注。然而，镍钴锰三元材料普遍存在着以下几个问题：①阳离子易于混排，导致锂析出；②倍率性能较钴酸锂等材料稍差，循环性能有待提升；③其与电解质兼容性较差等。表面包覆技术已经被广泛应用于镍钴锰三元材料的改性研究中，这可以有效缓解金属离子的溶出，减少HF对活性物质的腐蚀，改善电池循环性能。但是，如何使包覆材料更加均匀地分布在镍钴锰三元材料表面，最大限度地发挥包覆作用，使应用镍钴锰三元材料后既具备优异的倍率性能又保持良好的循环性能，是目前锂电行业正极材料研究的热点问题。因此，如何选择有效的包覆材料及制备方法，成为解决以上各种问题的瓶颈。

镍钴锰三元正极材料的常见制备方法包括共沉淀法、固相法、模板法、喷雾干燥法、溶剂热法、溶胶-凝胶法、水热法等，主要以共沉淀法和固相法为主。专利CN107240684A报道了一种表面改性的锂电池高镍正极材料的制备方法及产品，包括：将高镍正极材料粉末放入原子层沉积系统的反应腔体中，并将反应腔体抽真空，控制腔体温度和压力；通入N₂带走反应腔体中过剩的反应源；通入水与反应源发生反应，在高镍正极材料的表面沉积获得氧化物薄膜；通入N₂带走反应腔体中过剩的水；重复以上步骤获得表面改性的锂电池高镍正极材料。该发明具有制备方法简单易行、包覆层厚度易控制等特点，但原子层沉积的表面反应具有自限制性，且成本更高、制备周期长。

发明内容：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种表面包覆改性的镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，可制造出具有高循环保持率、倍率性能良好的镍钴锰三元材料。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种表面包覆改性的镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，利用流化床-化学沉积法进行表面氧化铝层包覆，包括LiNi_aCo_bMn_cO₂和附着在其表面的包覆层；所述的包覆层为Al₂O₃；所述的锂、镍、钴、锰的摩尔比为1.02～1.12:a:b:c，其中a≥0.5，b、c＞0，a+b+c＝1。

所述的包覆层Al₂O₃的厚度为0.01-25nm，包覆层所占的质量分数为0.01％～10％，优选0.05％～5％。

所述锂源为Li₂CO₃或LiOH·H₂O。

一种表面包覆改性的镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，其步骤：

(1)镍钴锰三元材料前驱体的合成