[发明专利]一种复合正极材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种复合正极材料、制备方法及其应用。所述复合正极材料包括无序立方岩盐结构的正极材料内核及包覆在所述正极材料内核表面的包覆层，所述包覆层包括碳和含锂钼氧化合物，其中，所述正极材料内核的化学式为Li_1+xM_1‑xO_2‑yF_y，0.1≤x≤0.3，0＜y≤0.3，M为过渡金属元素；所述含锂钼氧化合物为：Li、Mo和O三种元素以任意比例组成的化合物。本发明提供的锂离子电池正极材料具有循环稳定性好、可逆比容量高等优点。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，具体涉及一种复合正极材料、制备方法及其应用。

背景技术

随着新能源汽车的大力发展，锂离子电池产业已经进入快速发展阶段。影响锂离子电池性能的关键材料主要有正极材料、负极材料、电解液等。其中，正极材料是目前限制电池性能的主要因素。

锂离子电池实现规模化应用，需同时满足低成本、安全、不受自然资源限制、高能量密度等一系列要求。目前研究的锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、尖晶石结构的锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂和磷酸铁锂。但是，LiCoO₂成本高，且Co³⁺有毒，材料在过充时结构不稳定；LiNiO₂的合成条件苛刻，部分锂位被镍位占据，有序度低，可逆性差；LiMnO₂在高温下的热稳定性差；尖晶石结构的LiMn₂O₄在循环过程中会发生相转变而导致容量损失，对于二元材料LiNi_1-xCo_xO₂(0x1)和三元材料LiNi_1-xCo_xMn_yO₂(0x1，0y1)来说，虽然其综合了几种材料的优点，但其容量均难以达到200mAh/g，不能满足电动汽车高比能量的要求。

近年来，富锂无序岩盐结构(disordered rocksalt，DRX)正极材料因其具有高比容量和能量密度受到了研究者的广泛关注。

CN109305700A公开了一种含铌/钽阳离子无序岩盐结构正极材料的制备方法，该方法采用稳定的水溶性柠檬酸Nb/Ta前体，以湿化学法合成含Nb/Ta阳离子无序岩盐结构氧化物正极材料。所得材料的首次放电容量高达250mAh/g，且倍率性能和循环性能较优异，0.5C循环100次的容量保持率在85％以上。

CN110372039A公开了一种高价态过渡金属离子置换组合策略制备阳离子无序岩盐结构正极材料的方法，是采用固相球磨法将锂盐与高价态过渡金属元素M(Ti、V2、Nb、Mo和Zr中的至少一种)的氧化物、M'(Fe、Ni和Mn中的至少一种)的氧化物、氟盐混合后，再经高温处理，从而获得。

CN112680791A公开了一种单晶型IV－VI－VIII族富锂无序岩盐结构正极材料及其制备方法，所述正极材料具有如下通式组成：Li1+aTibWcNidO2，其中，0.1＜a＜0.3，0.1＜b＜0.4，0.1＜c＜0.4，0.1＜d＜0.4，并且a+4b+6c+2d＝3。所得材料首次0.05C倍率(1C＝200mA/g)下容量大于257mAh/g，随后在0.1C倍率下进行充放电测试，循环50周容量保持率大于48％。

虽然针对无序岩盐结构正极材料已有相关研究，但其可逆比容量和循环稳定性仍有待进一步改进。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种复合正极材料、制备方法及其应用。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：