[发明专利]多孔五氧化二钒/镍钴锰酸锂复合正极材料

说明书

多孔五氧化二钒/镍钴锰酸锂复合正极材料，所述复合正极材料主要由以下方法制成：（1）将模板有机物加入水和醇的混合溶液中，搅拌溶解；（2）加入镍源、钴源、锰源和尿素，搅拌溶解；（3）密封，水热反应，冷却，过滤，洗涤，干燥；（4）与锂源研磨混合，在氧化气氛中，固相烧结，冷却；（5）和钒源加入水中，搅拌混合后，加热搅拌，干燥；（6）在氧化气氛中，固相烧结，冷却，即成。本发明多孔五氧化二钒/镍钴锰酸锂复合正极材料的倍率性能及循环性能优异，材料颗粒均匀、表面致密、内部多孔；所述复合正极材料的制备过程简单，成本低，适宜于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种镍钴锰酸锂复合正极材料，具体涉及一种多孔五氧化二钒/镍钴锰酸锂复合正极材料。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，能源的需求量不断增加，能源的短缺问题也日益严重。锂离子电池凭借其优异的循环性能、倍率性能和较高的能量密度，引起了国内外研究人员的广泛关注。无论是笔记本电脑、手机、数码相机等使用的消费类电池，还是新能源汽车所使用的动力电池，锂离子电池的应用都日益广泛。正极材料是锂离子电池的重要组成部分，也是决定电池性能的一个重要因素。已经应用的锂离子电池正极材料中，三元正极材料由于具有比容量高、放电倍率佳，循环性能较好的优点，已经成为了市场上的研究热点。但是，三元正极材料的循环稳定性与磷酸铁锂正极材料相比仍然较差，严重影响了镍钴锰酸锂在新能源领域的推广应用。

CN107445214A公开了一种锂离子电池用镍钴锰三元正极材料及其制备方法，包括以下步骤：（1）将镍源、钴源、锰源和软模板溶于多元醇中，得混合溶液；（2）进行回流反应，冷却，离心，洗涤，干燥，得金属醇盐；（3）在空气或氧气中煅烧，冷却，得前驱体；（4）与锂源分散于低级醇中，加热搅拌至蒸干，得黑色粉末；（5）在空气或氧气气氛中煅烧，冷却，即成。但是，该方法较为复杂，另外，三元材料充放电循环过程中正极材料表面会与电解液发生严重的副反应，造成容量损失，电化学性能恶化，该方法制备得到的正极材料循环性能有待进一步提高。

包覆一直是改善正极材料性能的有效手段，有效的包覆可以稳定材料的结构，提高材料的各项性能。但是，目前由于三元正极材料颗粒较大，现有的包覆手段仅能将包覆物存在于三元正极材料颗粒表面，无法进一步提升正极材料的循环性能。

CN103367740A公开了一种氟化钙包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，虽然该制备方法简单，所得氟化钙包覆镍钴锰酸锂正极材料也具有良好的循环性能，但是，氟离子易造成环境污染。

CN105702940A公开了一种包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，虽然该方法工艺简单，材料的倍率性能有一定提升，但是，其循环性能仍然较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种倍率性能及循环性能优异，材料颗粒均匀、表面致密、内部多孔，且制备过程简单，成本低，适宜于工业化生产的多孔五氧化二钒/镍钴锰酸锂复合正极材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：多孔五氧化二钒/镍钴锰酸锂复合正极材料，主要由以下方法制成：

（1）将模板有机物加入水和醇的混合溶液中，搅拌溶解，得模板有机溶液；所述模板有机物为聚氧乙烯聚氧丙烯醚和/或聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物；

（2）在步骤（1）所得模板有机溶液中，加入镍源、钴源、锰源和尿素，搅拌溶解，得混合溶液；

（3）将步骤（2）所得混合溶液密封，进行水热反应，自然冷却至室温，过滤，洗涤，干燥，得三元正极材料前驱体；

（4）将步骤（3）所得三元正极材料前驱体与锂源研磨混合，在氧化气氛中，进行固相烧结，随炉冷却至室温，得多孔镍钴锰酸锂三元正极材料；

（5）将步骤（4）所得多孔镍钴锰酸锂三元正极材料和钒源加入水中，搅拌混合后，加热搅拌，干燥，得镍钴锰酸锂复合正极材料前驱体；