[发明专利]一种复合包覆型三元正极材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种复合包覆型三元正极材料的其制备方法和用途，属于电池材料领域。提供了一种复合包覆型的三元正极材料的制备方法，通过固相分步包覆氧化物和快离子导体，解决了正极材料循环过程中结构的变化、副反应的发生，提高了材料的循环和安全性能，同时还改善了正极材料导电性差的问题。

技术领域

本发明涉及一种复合包覆型三元正极材料的其制备方法和用途，属于电池材料领域。

背景技术

近年，新能源汽车产业蓬勃发展，但众多消费者对新能源汽车仍存在里程焦虑等，因此，提高动力电池能量密度成为新能源汽车产业进一步发展的关键。通过使用高能量密度的正负极材料是提升动力电池能量密度的有效方法。而真正限制电池能量密度发展的是正极材料，由于具有高电极电势、良好热稳定性、较高放电比容量、低成本等优点，三元正极材料在正极材料中占据了主导位置。实验和理论研究表明，高镍三元正极材料的主要面临的问题是维持循环过程中材料可逆性和界面的稳定性。其中，界面稳定性对体相的变化也存在着重要的影响，所以成为研究的重中之重。目前为解决界面稳定性的重要手段之一是对材料表面进行包覆。如中国专利申请(公开号：CN109585839A)公开了一种氧化铝包覆镍钴锰三元正极材料的制备方法，该方法通过在镍钴锰三元材料表面包覆一层氧化铝，抑制了主材和电解液之间的副反应，提高了电池的安全性能和循环性能。但由于氧化铝并非优良的离子导体，增加了电池的内阻，不利于倍率性能的改善。中国专利申请(公开号：CN109994722A)公开了一种Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₃)₄包覆的钴酸锂材料的制备方法，该方法在钴酸锂材料表面包覆一层快离子导体，改善了正极的离子传导，减少了极化，增强离子传导动力学，进而提高倍率性能，但由于其热稳定性不足，会有损电池的安全性能。中国专利(公开号：CN107104226B)也公开了一种复合锂离子电池三元正极材料及其制备方法，但是这种采用有机铝源进行包覆，毒性较大，异丙醇铝在异丙醇中难以配置成较高浓度的匀一溶液，加大了异丙醇的使用量，成本明显增加，不适用于大规模生产。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种复合包覆型的三元正极材料的制备方法，本发明通过固相法分步包覆氧化物和快离子导体，解决了正极材料循环过程中结构的变化，副反应的发生，提高了材料的循环和安全性能，改善了正极材料导电性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合包覆型的锂离子电池三元材料的制备方法，具体的工艺步骤如下：

1)将镍钴锰前驱体和锂源按照一定比例通过高混机混合均匀，经一定时间烧结后得到镍钴锰三元材料；

2)将镍钴锰三元材料和包覆A按照一定比例混合均匀，经烧结后得到包覆型镍钴锰三元材料B；

3)将包覆型镍钴锰三元材料B和包覆料C，按照一定比例混合均匀，经烧结后，得到复合型包覆型镍锰三元材料。

在上述复合包覆型三元正极材料的制备方法中，作为优选，步骤1)中所述锂源包括：氢氧化锂和碳酸锂。

在上述复合包覆型三元正极材料的制备方法中，作为优选，步骤1)中所述锂源和镍钴锰前驱体按照摩尔比例包括：1.01～1.11。

在上述复合包覆型三元正极材料的制备方法中，作为优选，步骤1)中所述锂源和镍钴锰前驱体混合时间：5～20min。

在上述复合包覆型三元正极材料的制备方法中，作为优选，步骤1)中所述锂源和镍钴锰前驱体烧结时间：15～30h。

在上述复合包覆型三元正极材料的制备方法中，作为优选，步骤1)中所述锂烧结温度范围：790℃～850℃。