[发明专利]一种表面修饰三元正极材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种表面修饰三元正极材料及其制备方法与应用，属于锂电池技术领域。该表面修饰三元正极材料包括三元正极材料和包覆剂，所述三元正极材料的化学式为Li(Ni_xCo_yMn_1‑x‑y)O₂，其中0.6≤x≤1，0≤y≤0.4；所述包覆剂包括离子液体，所述离子液体的阴离子为TFSI^‑、PF₆^‑、BF₄^‑中的一种；所述离子液体的阳离子为咪唑盐离子、吡啶盐离子中的一种；所述包覆剂通过喷涂包覆在三元正极材料表面。本发明使用离子液体作为包覆剂，包覆在三元正极材料表面，可以提高三元正极材料的电导率、疏水性和稳定性，降低三元正极材料对湿度的敏感性，解决了高镍三元正极材料在制造成电池的过程控制环境湿度成本过高的问题。

技术领域

本发明涉及一种表面修饰三元正极材料及其制备方法与应用，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

研究人员一直在探索高镍三元材料的性能极限，目前虽然市面已有成熟的产品，但高镍三元材料相比于其他主流正极材料仍有许多问题，比如结构不稳定性，对环境更敏感和安全性更差等。高镍三元材料不仅在材料制备时对环境要求很高，也在电池正极浆料搅拌和正极极片处理过程也对环境湿度要求非常高。一般要求相对湿度5％以下，甚至2％以下。而电池生产流程长，且占地面积大。如果要做到很大空间的除湿，对设备要求非常高，同时能耗非常高，这非常不利于高镍三元材料在电池中的推广应用。如果能降低高镍三元材料对环境的敏感性，使其对环境湿度要求没有那么高，那么就可以显著降低电池生产的门槛和成本，从而加大高镍三元材料在电池中的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种表面修饰三元正极材料及其制备方法与应用，所述表面修饰三元正极材料对环境的敏感性低，安全性高，进一步降低了表面修饰三元正极材料的生产成本。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种表面修饰三元正极材料，包括三元正极材料和包覆剂，所述三元正极材料的化学式为Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂，其中0.6≤x≤1，0≤y≤0.4；所述包覆剂包括离子液体，所述离子液体的阴离子包括TFSI^-、PF₆^-、BF₄^-中的一种；所述离子液体的阳离子为咪唑、吡啶中的一种；所述包覆剂通过喷涂包覆在三元正极材料表面。。

本发明使用离子液体作为包覆剂，通过喷涂包覆在三元正极材料表面，可以提高三元正极材料的电导率、疏水性和稳定性，降低三元正极材料对湿度的敏感性，解决了高镍三元正极材料在电池制作中对环境湿度的敏感性，使高镍三元正极材料在更高湿度下也能发挥正常性能；解决了高镍三元正极材料在制造成电池的过程控制环境湿度成本过高的问题。离子液体可以吸收表面修饰三元正极材料表面的残余锂，减少副反应，提升表面修饰三元正极材料的循环性能。

优选地，所述离子液体的体积为三元正极材料质量的0.1％-5.0％；优选地，所述离子液体的体积为三元正极材料质量的0.1％-2.5％。

离子液体的含量对产品的影响程度较大，若离子液体的含量过高，产品的放电量较低，而如果离子液体的含量过少，产品的循环性能骤减。因此发明人优选所述离子液体的体积为三元正极材料质量的0.1％-5.0％。更优选地，所述离子液体的体积为三元正极材料质量的0.1％-2.5％。发明人经过研究发现，在离子液体的体积上述范围内时，产品的放电量和循环性能较佳。

优选地，所述包覆剂还包括锂盐，所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐、双三氟甲磺酰亚胺锂中的至少一种。