[发明专利]一种多重致密包覆的动力用高镍正极材料及制备方法

说明书

一种多重致密包覆的动力用高镍正极材料，包括高镍材料内核以及包覆于三元材料内核表面的多重致密包覆层，所述的三元材料为LiNi_xCo_yM_1‑x‑yO₂，多重致密包覆层是指Li₃V₂(PO₄)₃、Li₃PO₄以及LiPO₃的复合物，Li₃V₂(PO₄)₃是以颗粒状的形式包覆在正极材料表面，Li₃PO₄和LiPO₃的复合物填补在Li₃V₂(PO₄)₃颗粒之间的空隙，在高镍材料表面形成一层致密的、导电性好、具有储锂效果的包覆层，制得产品的比容量高、循环性能好。最终制备的产品比容量高，能满足300Wh/kg动力电池用，制备工艺简单，具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料领域，尤其涉及一种多重致密包覆的动力用高镍正极材料及制备方法。

背景技术

根据《节能与新能源汽车技术路线图》等政策要求，到2020年，要求新型锂离子动力申池单体比能量超过300Wh/Kg；系统比能量力争达到260Wh/Kg。然而目前我国动力电池能量密度现状与目标值差距达126％，正极材料做为电池中的重要部分，提升其比能量是实现该目标的关键。在众多正极材料中，具有高比能量的高镍正极材料有望实现2020年新型锂离子动力电池单体比能量超过300Wh/Kg，系统比能量260Wh/Kg的目标。因此，开发高比能量的高镍系正极材料成为锂离子动力电池现今及未来的重要研发方向。但高镍系正极材料具有表面残余碱高、加工性差、循环稳定性能差等特点，阻碍了其商业化应用。

为改善上述技术问题，包覆为常见的一种改性方法。中国专利CN108206276A公开了一种复合包覆的锂离子正极材料及其制备方法，采用锂快离子导体材料对正极材料进行包覆；中国专利CN109920993A公开了一种高镍三元材料镍钴锰酸锂的表面改性方法，采用磷酸盐对正极材料进行包覆；其外，也有采用氧化物、高分子等进行包覆的技术方案。

但是，现有技术中采用的包覆物基本都是半导体，导电性较差，会影响电化学性能，一般都需要多增加导电剂来提高材料的电导性，如CN108206276A即加入了碳材料。导电剂的额外加入不但提高了制备成本，也让制备流程变得更为复杂，并且如果导电剂用量控制不好，很容易引起电池的自放电，造成安全隐患。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多重致密包覆的动力用高镍正极材料及制备方法，包覆层包括Li₃V₂(PO₄)₃、Li₃PO₄以及LiPO₃，磷酸盐和偏磷酸盐的复合掺杂显著的提高了材料的导电性，Li₃V₂(PO₄)₃快离子导体具有储锂性能，可进一步改善产品比容量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多重致密包覆的动力用高镍正极材料，包括高镍内核材料和包覆层，所述高镍内核材料的分子式为LiNi_xCo_yM_1-x-yO₂，其中M为Mn、Mg、Al、Ti、Zr、Y、Nb中的一种或多种，0.6＜x≤0.96，0≤y＜0.4；所述包覆层由Li₃V₂(PO₄)₃、Li₃PO₄以及LiPO₃组成，其中Li₃PO₄和LiPO₃成键形成复合物。