[发明专利]一种二氧化锡包覆镍钴锰酸锂材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种二氧化锡包覆LiNi_xCo_yMn_zO₂材料及其制备方法和应用。将锡酸酯类偶联剂与LiNi_xCo_yMn_zO₂材料通过液相混合后置于含氧气氛下进行煅烧，即得具有均匀、致密的二氧化锡包覆层，且界面结构稳定的二氧化锡包覆镍钴锰正极材料，该方法克服了现有水解沉淀法制备的二氧化锡包覆LiNi_xCo_yMn_zO₂材料存在二氧化锡包覆不均匀、出现颗粒状、水引入损害表面活性以及界面结构不稳定等缺陷，以及克服了现有等离子体以及原子沉积技术方法设备成本高，难以工业化生产的缺陷，制备的二氧化锡包覆LiNi_xCo_yMn_zO₂材料相对现有类似材料具有更高的电化学活性及循环稳定性。

技术领域

本发明涉及一种LiNi_xCo_yMn_zO₂正极材料，特别涉及一种具有均匀、致密二氧化锡包覆层的LiNi_xCo_yMn_zO₂正极材料，还涉及其制备方法和应用，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

新能源电动汽车近年来逐渐走入人们的热场生活中，仅2019年上半年，我国的新能源电动汽车销量就达到54万。目前，我国的新能源电动汽车保持500万台以上。随着新能源汽车的日渐普及使用，人们对于汽车的续航能力提出更高的要求。科学研究表明，若是汽车的续航能力低于300km，将会引起人们严重的焦虑情绪，进而致使安全事故。因此，提高储能体系的整体能量密度，迫在眉睫。

电极正极材料的性质决定了整个电池的容量。三元正极材料LiNi_xCo_yMn_zO₂(x+y+z＝1)，作为主要的储锂电池材料，近年逐渐进行商业化。2018年，三元材料的产量已经达到了8.6万吨，并且2019年又得到进一步的增加。但是，目前三元正极材料在使用的过程中，普遍面临着循环稳定性不佳的问题，也就是说，电池的使用寿命太短。上述原因迫使新能源电动汽车的使用寿命缩短，电池组更换周期缩短，提升电池材料的使用价值。经前期研究发现，三元正极材料LiNi_xCo_yMn_zO₂在使用过程中存在不稳定问题，主要源于在电池体系内部，受到了来自副产物HF的侵蚀，致使正极材料电化学性能下降。基于此，对于三元正极材料颗粒的包覆便成为了目前亟待解决的问题。二氧化锡的电化学性质稳定，对于HF具有良好的稳定性。利用二氧化锡对于三元正极材料表面形成包覆，可以对于三元正极材料的表面起到良好的保护作用。但是现有技术中主要采用水相沉积法、凝胶法、等离子体技术以及原子沉积技术来制备，水相沉积法、凝胶法方法会引入水相，会在前期对三元正极材料表面进行损害，且包覆层厚度不均匀，出现颗粒状，界面结合不稳定。而现有的等离子体技术以及原子沉积技术不适宜大规模生产，设备等成本高。

发明内容

针对现有技术中二氧化锡包覆LiNi_xCo_yMn_zO₂材料的二氧化锡包覆不均匀、出现颗粒状以及界面结构不稳定等缺陷，本发明的第一个目的是在于提供一种具有均匀、致密的二氧化钛包覆层，且界面结构稳定的二氧化锡包覆LiNi_xCo_yMn_zO₂材料。