[发明专利]一种包覆改性正极材料及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明公开了一种包覆改性正极材料及其制备方法和锂离子电池。所述包覆改性正极材料包括核心以及包覆在所述核心表面的包覆层，所述包覆层包括镍离子吸附材料和副反应产物吸附材料，所述核心包括含镍正极材料。所述制备方法包括：将核心、镍离子吸附材料和副反应产物吸附材料固相混合得到混合物，将所述混合物在含氧气氛下进行烧结，得到所述包覆改性正极材料，所述核心包括含镍正极材料。本发明提供的包覆改性正极材料的包覆层可以吸附高镍材料副反应产生的气体和溶出的镍离子，能够使得正极材料的循环性能得到提升，存储产气及镍离子溶出均得到改善。

技术领域

本发明属于电池技术领域，涉及一种正极材料及其制备方法和锂离子电池，尤其涉及一种包覆改性正极材料及其制备方法和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池内部所含的微量水分会与电解质六氟磷酸锂反应生成HF，不但会腐蚀电池内部的金属件，还会催化电池中的副反应，使电池产气量增加，影响电池安全与性能。高镍材料因其本身富镍，材料使用过程中过渡金属离子溶出较严重，溶出的金属离子在负极还原沉积，影响SEI膜的稳定性，引发电池产气及性能衰减。因此，开发一种能抑制电池产气和过渡金属离子溶出的高镍正极材料对锂离子电池发展具有重要意义。一般可对材料进行改性，包括掺杂和包覆，掺杂可以稳定材料的结构，而表面包覆可以改善正极材料表面特性，避免或者减少材料与电解液的直接接触，减少电解液与正极材料的副反应发生，抑制材料在充放电过程中过渡金属元素的溶出，从而减少过渡金属在负极沉积。在包覆改性方法中一般材料厂都是对高镍材料进行B₂O₃包覆，但是B在循环和高温存储一段时间后会存在脱落溶解的现象。

CN109428077A公开了一种用于制备高镍正极材料的方法以及可由该方法得到的高镍正极材料。所述方法包括：(i)用含硼化合物掺杂基体，从而得到经硼掺杂的基体；以及(ii)对所述经硼掺杂的基体进行如下包覆：用含硼化合物的水溶液在大于10℃的温度下洗涤包覆掺杂有硼的基体，接着进行热处理，从而形成所述高镍正极材料。

CN110010865A公开了一种氯代硼酸锂包覆的高镍正极材料及其制备方法和锂电池，将高镍正极材料浸泡在氯代硼酸锂溶液中，在控制含湿度的情况下进行固液分离，取固体进行干燥、粉碎和焙烧，得到氯代硼酸锂包覆的高镍正极材料。

CN110931797A公开了一种具有复合包覆层的高镍正极材料及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将高镍正极材料和纳米包覆材料混合均匀，在预热的马弗炉中氧气气氛下进行高温烧结，冷却，破碎及过筛，得到纳米材料包覆的高镍正极材料；(2)将纳米材料包覆的高镍正极材料加入溶有可溶性锂化合物的去离子水中，搅拌均匀，缓慢加入可溶性磷酸盐，搅拌均匀，真空抽滤，再经窑炉烘干返烧，冷却，破碎，过筛后得具有复合包覆层的高镍正极材料。

但是，上述方法均存在着镍离子的溶出和负极沉积有待进一步减少的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种包覆改性正极材料及其制备方法和锂离子电池，本发明提供的包覆改性正极材料可以有效改善材料的循环性能和存储产气，减少镍离子溶出。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种包覆改性正极材料，所述包覆改性正极材料包括核心以及包覆在所述核心表面的包覆层，所述包覆层包括镍离子吸附材料和副反应产物吸附材料，所述核心包括含镍正极材料。

本发明提供的包覆改性正极材料通过镍离子吸附材料对高镍正极材料中溶出的镍离子有较好的吸附能力，通过副反应产物吸附材料对副反应产生的气体有良好的吸附性，两者相互配合使得本发明提供的包覆改性正极材料能够有效改善材料的循环性能和存储产气，同时减少镍离子溶出。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。