[发明专利]一种锡基包覆正极材料前驱体的方法及正极材料前驱体

说明书

本发明公开了一种锡基包覆正极材料前驱体的方法，包括如下步骤：(1)将镍钴锰氢氧化物与含碳酸根离子及硫离子的溶液混合；(2)向步骤(1)的混合溶液中加入亚锡源溶液进行反应并固液分离得到固态产物；(3)将步骤(2)得到的固态产物在过硫化盐溶液中浸泡后，固液分离，洗涤、干燥后得到正极材料前驱体。该制备方法制备得到的正极材料前驱体制成的正极材料具有优异的电导率和锂离子迁移速率，保证正极材料具有较好的电化学性能。

技术领域

本发明属于锂电池正极材料技术领域，特别涉及一种锡基包覆正极材料前驱体的方法及正极材料前驱体。

背景技术

锂离子电池作为一种新型的绿色电源，由于其具有工作电压高、循环寿命长、质量轻、自放电少、无记忆效应与性价比高等优点，目前已大规模地应用于消费类电子产品及新能源汽车领域。其中正极材料是锂离子电池核心部分之一，决定着锂离子电池的性能，正极材料限制了锂离子电池的能量密度、功率密度以及循环寿命。可以说正极材料的发展决定了锂离子电池的发展方向。

随着电动汽车、智能电子设备等领域的快速发展，迫切的需要具有长循环寿命和高安全性的高能量密度锂电池。使用具有高电压和高比容量的正极是提高电池能量密度的有效途径。其中层状正极材料由于具有较高的理论比容量而得到了广泛的关注，但其在高电压下的应用还具有较多问题与挑战，尤其是与电解液界面处的结构相变、过渡金属溶解、氧析出、电解液持续氧化分解等问题，严重地限制着其在高能量密度锂电池中的应用。

针对以上的问题，现有技术中可以通过在正极材料前驱体表面形成包覆层来优化颗粒的结构性能和电化学性能，提高正极材料的抗腐蚀能力、降低材料与电解液之间的副反应。比较常见的包覆材料有氧化物、氟化物、锂离子导体等，包覆层在降低颗粒间的接触电阻的同时将材料与电解液隔开，降低材料与电解液之间副反应，防止电解液分解的HF气体对正极材料的腐蚀。

然而，现有的制备含有包覆层的正极材料前驱体的方法中用到的包覆物多为电子电导率较低的氧化物材料，因此增大了正极材料的电阻率；且制备得到的正极材料前驱体上的包覆层过于致密，阻碍了锂离子的迁移速率，使最终正极材料的电化学性能出现了下降。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种锡基包覆正极材料前驱体的方法及正极材料前驱体，该制备方法制备得到的正极材料前驱体制成的正极材料具有优异的电导率和锂离子迁移速率，保证正极材料具有较好的电化学性能。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种锡基包覆正极材料前驱体的方法，包括如下步骤：

(1)将镍钴锰氢氧化物与含碳酸根离子及硫离子的溶液混合；

(2)向步骤(1)的混合溶液中加入亚锡源溶液进行反应并固液分离得到固态产物；

(3)将步骤(2)得到的固态产物在过硫化盐溶液中浸泡后，固液分离，洗涤、干燥后得到正极材料前驱体。

优选的，步骤(1)中镍钴锰氢氧化物按照固液比1g:(1-5)mL与含碳酸根离子及硫离子的溶液混合。

优选的，步骤(1)中含碳酸根离子及硫离子的溶液中碳酸根离子的浓度为0.1-1.0mol/L。

优选的，步骤(1)中含碳酸根离子及硫离子的溶液中硫离子的浓度为0.1-1.0mol/L。

优选的，步骤(2)中亚锡源溶液中的亚锡源为可溶性亚锡盐。

优选的，步骤(2)中亚锡源溶液中的亚锡源为氯化亚锡、硫酸亚锡中的至少一种。

优选的，步骤(2)中亚锡源溶液中的亚锡离子浓度为0.01-1mol/L。

优选的，步骤(2)中亚锡源溶液的加入方式为逐滴加入到步骤(1)的混合溶液中。