[发明专利]一种高电压单晶低钴三元正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高电压单晶低钴三元正极材料及其制备方法。所述高电压单晶低钴三元正极材料，包括基体和包覆在基体表面的包覆层，所述基体为低钴三元正极材料LiNi_xCo_yMn_1‑x‑yO₂，其中，0.6x0.8，0.05≤y≤0.10；所述包覆层为MBO玻璃材料，其中M为Li、Ti或Al。本发明通过湿法包覆工艺在低钴三元正极材料LiNi_xCo_yMn_1‑x‑yO₂表面包覆均匀的MBO玻璃材料，在循环过程中可有效阻止电解液和正极材料表面的直接接触，抑制晶体结构的改变，减少了表面金属离子的溶解，提高材料与电解液在高电压下的稳定性。本发明的制备工艺简单，实用性强，可批量生产。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种高电压单晶低钴三元正极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应等突出优点，已经广泛应用于移动电话、笔记本电脑、储能等电子产品。而锂离子电池正极材料是制约锂电池容量和寿命的关键因素，因此对正极材料的研究具有重大的意义。高镍低钴三元正极材料由于具有能量密度高、成本相对较低等优点，在近几年成为了工业化锂离子动力电池正极材料中研发和生产的热点，但是，充电至较高电压会发生材料与电解液的反应，导致循环稳定性的快速恶化；易出现二价镍离子与锂离子的混合占位情况，导致材料的倍率性能和循环性能的变差。表面包覆是一种有效改善正极材料电化学性能的方法，通过表面包覆改性可阻止电极材料与电解液的直接接触，抑制循环过程中电解液对电极材料的侵蚀，减少电极材料与电解液的副反应，抑制晶体结构的改变，减少电极材料表面金属离子的溶解，提高材料与电解液在高电压下的循环稳定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种高电压单晶低钴三元正极材料及其制备方法，该材料表面包覆有MBO玻璃材料，在循环过程中可有效阻止电解液和正极材料表面的直接接触，抑制晶体结构的改变，减少了表面金属离子的溶解，提高材料与电解液在高电压下的循环稳定性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种高电压单晶低钴三元正极材料，包括基体和包覆在基体表面的包覆层，所述基体为低钴三元正极材料LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，其中，0.6x0.8，0.05≤y≤0.10；所述包覆层为MBO玻璃材料，其中M为Li、Ti或Al。

本发明以低钴三元正极材料LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂(0.6x0.8，0.05≤y≤0.10)为基体，并在其表面包覆有MBO玻璃材料，在循环过程中可有效阻止电解液和正极材料表面的直接接触，减少正极材料与电解液的副反应，抑制晶体结构的改变，减少了表面金属离子的溶解，从而提高材料与电解液在高电压下的循环稳定性。

优选地，所述MBO玻璃材料的包覆量为低钴三元正极材料LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂的质量的0.2％-0.5％，制备得到的高电压单晶低钴三元正极材料，尤其是表面包覆有MBO玻璃材料的LiNi_0.65Co_0.07Mn_0.28O₂材料在高电压下的循环稳定性较好。

本发明还提供了上述的高电压单晶低钴三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将含M包覆物和含B包覆物加入无水乙醇中并搅拌至完全分散；