[发明专利]一种均匀包覆磷酸锰的三元正极材料及其制备方法

说明书

本申请涉及锂离子电池的技术领域，具体公开了一种均匀包覆磷酸锰的三元正极材料，所述正极材料的通式如式I所示：zMn₃(PO₄)₂/LiNi_xCo_yMn_1‑x‑yO₂；所述式I中：0.3≤x≤0.8,0.1≤y≤0.3,0≤z≤0.1；其制备方法包括如下步骤：S1、三元正极材料包覆基体的制备；S2、溶液A的制备；S3、溶液B的制备；S4、溶液C的制备；S5、初始包覆三元正极材料的制备；S6、均匀包覆磷酸锰的三元正极材料的制备。本申请的均匀包覆磷酸锰的三元正极材料能够改善镍离子和锂离子混排，使材料表面产生残留锂，从而增加了锂离子电池中的副反应的问题，进而提高电池的使用寿命。

技术领域

本申请涉及锂离子电池的技术领域，更具体地说，它涉及一种均匀包覆磷酸锰的三元正极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池，即充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。锂离子电池目前已经被广泛的应用于电子数码产品、电动汽车、电动自行车等领域，其中，镍钴锰酸锂正极材料具有能量密度高、循环效率好等优点，是目前乘用车锂离子电池使用最多的正极材料。

随着对电动汽车的支持，电动汽车得到了广大的普及，受到正极材料的影响，现有523比例的镍钴锰酸锂正极材料已经不能满足电动汽车的里程需求，各电池厂推出了811比例的镍钴锰正极材料的电池，并将其逐步应用到了乘用车上，但随着镍钴锰酸锂正极材料中镍元素含量的增加，会使材料的稳定性降低，使电动车的使用寿命降低，同时增加了安全方面的风险。

相关技术中，常规的解决办法是对镍钴锰酸锂正极材料进行掺杂和包覆金属氧化物或金属快离子导体来改善正极材料的稳定性，减小锂离子电池使用中的副反应，同时提高其使用寿命，降低安全风险，但此方法会导致镍离子和锂离子混排，使材料表面产生残留锂，从而增加了锂离子电池中的副反应，降低了电池的使用寿命。

发明内容

为了改善镍离子和锂离子混排，使材料表面产生残留锂，从而增加了锂离子电池中的副反应，降低了电池的使用寿命的问题，本申请提供一种均匀包覆磷酸锰的三元正极材料及其制备方法。

本申请提供的一种均匀包覆磷酸锰的三元正极材料及其制备方法采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种均匀包覆磷酸锰的三元正极材料，采用如下的技术方案：

一种均匀包覆磷酸锰的三元正极材料，所述正极材料的通式如式I所示：zMn₃(PO₄)₂/LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂；

所述式I中：0.3≤x≤0.8,0.1≤y≤0.3,0≤z≤0.1。

通过采用上述技术方案，本申请中使用高锰酸钾可以将三元正极材料表面的Ni²⁺氧化成Ni³⁺,减少了三元正极材料表面的Ni²⁺,降低材料中的Ni²⁺/Li⁺的混排；同时在材料表面均匀的包覆了一层磷酸锰，能够有效地减少三元正极材料在电池中与电解液的副反应，不仅提升了电池的安全性能，同时还维护了三元正极材料的表面层状结构，使电池的循环性能更好。

第二方面，本申请提供一种均匀包覆磷酸锰的三元正极材料的制备方法，采用如下的技术方案：

一种均匀包覆磷酸锰的三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：