[发明专利]一种表面改性正极材料、电池及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种表面改性正极材料、电池及其制备方法和应用。该表面改性正极材料的制备方法包括下述步骤：将正极材料与酸性溶液进行酸化反应，即可。本发明中的表面改性正极材料制得的锂离子电池不仅容量高，还具有较好的倍率性能，且本发明中表面改性正极材料和锂离子电池的制备方法简单，成本低，适用于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种表面改性正极材料、电池及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池的应用广泛，不仅涉及常用的便携式电子产品(例如手机、计算机、相机等)，还涉及汽车，以及太阳能或者风能等可再生能源环境中的储能应用。不同的应用环境对锂离子电池的要求也各有不同，例如，在便携式电子产品和储能应用中，要求锂离子电池具备稳定的长循环性能；而作为汽车的动力电池应用时，要求锂离子电池不仅具备稳定的长循环性能，还要具有较高的容量和倍率性能。

对此，为了提高锂离子电池的容量和倍率性能，现有技术中会对正极材料进行包覆改性或掺杂改性，调控锂离子的脱嵌量，从而提高锂离子电池的容量；同时，通过加强正极材料与界面物质的反应活性，加快正极表面具有离子导电和电子绝缘作用的CEI膜的形成，提高锂离子电池的倍率性能。但是，包覆改性或掺杂改性得到的正极材料的均匀性不佳，且包覆改性得到的正极材料与界面物质的反应活性较低，将其用于锂离子电池中，无法有效提升容量，也不利于提升锂离子电池的倍率性能。

中国专利文献CN 104183821A中公开了一种镍钴锰酸锂的表面改性技术，将镍钴锰酸锂正极材料加入改性溶剂中搅拌滤，再对得到的滤饼进行热处理，制得表面改性后的镍钴锰酸锂正极材料；将该表面改性后的镍钴锰酸锂正极材料用于锂离子电池中，具有较高的循环性能和高温性能。但是，因其采用的改性溶剂(碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸丙烯酯)不具备导电性，影响电子传导；从反应动力学的角度来说，该表面改性后的镍钴锰酸锂正极材料的反应活性较低，用于锂离子电池时无法有效提高锂离子电池的容量和倍率性能。

因此，亟需提供一种可有效提高锂离子电池的容量和倍率性能的表面改性正极材料。

发明内容

本发明所要解决的问题在于克服现有技术中的正极材料用于锂离子电池中，存在容量低或倍率性能不佳的缺陷，提供一种表面改性正极材料、电池及其制备方法和应用。采用本发明中的表面改性正极材料制得的锂离子电池不仅容量高，还具有较好的倍率性能，且本发明中表面改性正极材料和锂离子电池的制备方法简单，成本低，适用于工业化生产。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供的技术方案之一为：一种表面改性正极材料的制备方法。该制备方法包括下述步骤：将正极材料与酸性溶液进行酸化反应，即可。

本发明中，所述正极材料可为本领域常规的含锂正极材料；例如锂氧化物、锂锰化物、锂硫化物、锂铬化物、锂磷酸盐和锂碳化物中的一种或多种；优选为锂氧化物或锂锰化物。

其中，所述锂氧化物可为本领域常规，例如镍钴锰酸锂。

所述镍钴锰酸锂的化学式一般为Li_aNi_xCo_yMn_zO₂；其中，x+y+z＝1，所述x可为0.3～0.9，所述y可为0～0.4，所述z可为0～0.4；所述a可为0.9～1.1。

所述a优选为1。所述x优选为0.33、0.5或0.8。所述y优选为0.1、0.2或0.33。所述z优选为0.1、0.3或0.33。