[发明专利]导电聚合物修饰改性无钴单晶三元正极材料及其制备方法

说明书

导电聚合物修饰改性无钴单晶三元正极材料及其制备方法，所述导电聚合物修饰改性无钴单晶三元正极材料为LiNi_xMn_yZr_zO₂@LiInO₂@EAP，其制备方法包括下列步骤：(1)将镍源、锰源和锆源加入去离子水中，进行共沉淀法反应，得三元正极材料前驱体；(2)将所述三元正极材料前驱体与锂源混合，进行煅烧，得无钴三元正极材料；(3)将所述无钴三元正极材料与铟源、锂源混合，进行煅烧，得锂化物包覆的无钴三元正极材料；(4)将所述锂化物包覆的无钴三元正极材料与导电聚合物混合，然后进行热处理，即成。本发明正极材料制备方法简单，电化学性能好。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法，尤其是涉及一种导电聚合物修饰改性无钴单晶三元正极材料及其制备方法。

背景技术

近年来，锂离子电池被广泛应用于电子产品和新能源汽车领域。锂离子电池正极材料是锂离子电池的重要组成部分，常用的锂离子电池正极材料有钴酸锂、镍钴锰三元正极材料(NCM)和镍钴铝三元正极材料(NCA)，其中钴是必不可少的重要元素之一。然而，随着钴资源的不断开发，钴资源越来越少，钴的价格也逐步增长。制作含钴的锂离子电池正极材料的成本也不断增加。随着电动汽车行业的迅猛发展，钴资源将面临供不应求的难题。因此，迫切需要降低传统锂离子电池正极材料中钴元素的含量，以利于可持续发展。

CN107516731A公开了一种改性锂离子电池正极材料及其制备方法，其中改性锂离子电池正极材料包括正极材料内核及包覆于正极材料内核表面的复合包覆层，所述复合包覆层由含有Li_0.5La_0.5TiO₃的第一包覆层和含有LiTaO₃的第二包覆层组成，所述正极材料内核结构式为Li_1±εNi_xCo_yMn_zM_1-x-y-zO₂，其中，-0.1＜ε＜0.1，0＜x，y，z＜1，M为Mg、Sr、Ba、Al、In、Ti、V、Mn、Co、Ni、Y、Zr、Nb、Mo、W、La、Ce、Nd、Sm等元素中的一种。但该方法所得正极材料仍含有钴元素，并且还含有La元素，生产成本高。

CN108682843A公开了一种岩盐型锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将锂源、高价态锰源、低价态锰源经研磨混合均匀后于惰性气氛下煅烧，随炉冷却研磨得到LiMnO₂前驱体；(2)将步骤(1)中得到的LiMnO₂前驱体与过氧化锂经研磨混合均匀后于惰性气氛下煅烧并退火处理，随炉冷却即得到上述岩盐型锂离子电池正极材料Li₄Mn₂O₅。该方法所得正极材料虽然不含钴元素，但是该正极材料电化学性能欠佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种制备方法简单，生产成本低，电化学性能好的导电聚合物修饰改性无钴单晶三元正极材料。

本发明进一步要解决的技术问题是，提供一种操作简便的导电聚合物修饰改性无钴单晶三元正极材料的制备方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种导电聚合物修饰改性无钴单晶三元正极材料，所述导电聚合物修饰改性无钴单晶三元正极材料为LiNi_xMn_yZr_zO₂@LiInO₂@EAP，其中0.8≤x1，0y≤0.1，0z≤0.1，x+y+z＝1，EAP为导电聚合物。

进一步，所述导电聚合物为聚乙炔(PA)、聚噻吩(PTh)、聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PAn)、聚苯撑(PPP)和聚苯撑乙烯(PPVs)中的一种或多种。