[发明专利]一种表层具有缺锂缺氧类岩盐相结构的镍钴锰三元正极材料

说明书

本发明涉及一种表层具有缺锂缺氧类岩盐相结构的镍钴锰三元正极材料，属于化学储能电池技术领域。所述材料通过将镍钴锰三元正极材料加入50℃～70℃的无水乙醇中，保持温度为50～70℃，静置浸渍10min～20min；或将镍钴锰三元正极材料加入pH为2.8～5.5弱酸或中强酸的无水乙醇溶液中，静置浸渍10min～20min；浸渍结束后，无水乙醇洗涤过滤分离得到的固体干燥后，于惰性气体氛围下煅烧后得到。所述材料表层形成的缺锂缺氧类岩盐相结构能够降低表面活性，抑制循环过程中界面副反应和由此导致的过渡金属溶出，提高晶体结构稳定性和电池的循环稳定性，电池容量保持率大大提高；同时，表层缺锂缺氧的二次相结构也能抑制电化学过程中的锂镍混排恶化和不利相变，改善材料的热稳定性。

技术领域

本发明涉及一种表层具有缺锂缺氧类岩盐相结构的镍钴锰三元正极材料，属于化学储能电池技术领域。

背景技术

随着中国“碳达峰”和“碳中和”双碳目标的提出，经济社会绿色转型加快推进。新能源汽车正在逐步取代传统燃油车，相关产业蓬勃发展，其中核心部件动力电池的市场空间广阔。但受制于正极材料较低的比容量，动力电池的能量密度依然是制约性能进一步提升的瓶颈。目前主流的动力电池正极材料为磷酸铁锂和镍钴锰三元材料。尽管磷酸铁锂材料性能稳定，安全性高，但由于质量比容量较低，倍率性能差，长远看来，两者之间镍钴锰三元材料是高性能长续航纯电动汽车用动力电池的主要技术路线。然而，镍钴锰三元正极材料的长期循环稳定性不良，容易发生材料退化，导致性能衰减，另一方面，材料的安全性能不佳，高温下更高镍含量的高镍三元正极材料容易发生释氧放热，对电池安全性能造成严重威胁。这些问题很大程度上限制了其进一步的商业化。

传统改性工艺多着眼于表面包覆、体相掺杂等手段，通过引入异相元素或结构来增强材料的表界面和结构稳定性。这些手段虽然能够有效提升材料电化学性能，但往往需要对材料进行复杂的二次处理，工艺繁琐，重复性差，且改性介质存在后期失效可能，难以实现多批次稳定出料。中国专利申请CN110054226A公开了一种低表面残碱镍钴锰三元正极材料的制备方法，通过将镍钴锰三元正极材料加入硼酸或柠檬酸的乙醇溶液中，搅拌、冲洗、氧气氛围下二次煅烧后得到了低表面残碱的镍钴锰三元正极材料，材料的一致性虽然得到一定程度的提升，但其电化学性能及稳定性仍有待进一步提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种表层具有缺锂缺氧类岩盐相结构的镍钴锰三元正极材料。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种表层具有缺锂缺氧类岩盐相结构的镍钴锰三元正极材料，所述材料通过以下方法制备得到，方法步骤包括：

将镍钴锰三元正极材料加入50℃～70℃的无水乙醇中，保持温度为50～70℃，静置浸渍10min～20min；或将镍钴锰三元正极材料加入pH为2.8～5.5弱酸或中强酸的无水乙醇溶液中，静置浸渍10min～20min；

浸渍结束后，无水乙醇洗涤过滤分离得到的固体干燥后，于惰性气体氛围下煅烧，得到一种表层具有缺锂缺氧类岩盐相结构的镍钴锰三元正极材料；

其中，所述镍钴锰三元正极材料的化学式为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，0＜x＜1，0＜y＜1，0＜(1-x-y)＜1；

煅烧温度为480℃～600℃，煅烧时间为5h～10h。

优选的，所述镍钴锰三元正极材料由过渡金属氢氧化物前驱体与锂盐经高温固相反应后制备得到。

优选的，0.8≤x＜1。

优选的，所述弱酸或中强酸为聚丙烯酸、甲酸、油酸或磷酸。

优选的，所述弱酸或中强酸的无水乙醇溶液的pH为3～5。