[发明专利]一种高安全性锂离子电池用正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高安全性锂离子电池用正极材料及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)通过控制前驱体反应的pH和氨值等参数，合成一种具有长片状晶须形貌的前驱体，在合成的过程中通过添加Zr、Mg、Al、Ti、Ce、Er等元素中的一种或多种，来稳定前驱体的结构；(2)将前驱体与一定比例的锂源混合烧结来得到待包覆用的具有单晶形貌的镍钴锰酸锂正极材料；(3)通过高速混合的方法，完成磷酸铁锂对镍钴锰酸锂的包覆。本发明整体的改性过程操作简单，在生产过程中容易实现，最终得到的复合正极材料具有良好的循环性能和热稳定性，可满足方型、圆柱和软包电池的制作需求，可应用于电动汽车、储能电站等领域。

主权项

一种高安全性锂离子电池用正极材料的制备方法，其特征在于，所述高安全性锂离子电池用正极材料的化学式为LiNixCoyMnzN(1‑x‑y‑z)O2@LiFePO4，式中0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1，x+y+z＜1，N为Zr、Mg、Al、Ti、Ce、Er元素中的任意一种或多种；所述高安全性锂离子电池用正极材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将掺杂金属N盐溶于去离子水配制成溶液A，将可溶性的镍盐、钴盐和锰盐按比例配制成混合盐溶液B，镍、钴、锰和N元素的比例为x∶y∶z∶(1‑x‑y‑z)，式中0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1，x+y+z＜1；分别配制碱溶液和络合剂溶液；所述掺杂金属N盐为含有金属元素N的可溶性化合物，所述N为Zr、Mg、Al、Ti、Ce、Er元素中的任意一种或多种；(2)将步骤(1)所述溶液A、所述混合盐溶液B、所述碱溶液和所述络合剂溶液单独泵入反应釜中并进行搅拌，搅拌速度为100～800rpm，控制碱溶液和络合剂溶液的流速使混合溶液pH值为9～13，反应釜温度控制在30～90℃，全程通入惰性气体保护；待步骤(1)所述混合盐溶液B全部加入反应釜后继续搅拌，溢流至陈化釜陈化5～36h，然后通过离心机过滤分离，洗涤，最终在80～200℃下烘干6～24h，得到镍钴锰氢氧化物前驱体；(3)将步骤(2)所述镍钴锰氢氧化物前驱体与锂源按比例混合，在700～1100℃下煅烧6～20h，经破碎对辊后过200～400目筛，得到待包覆的镍钴锰酸锂C；(4)将步骤(3)所述镍钴锰酸锂C与磷酸铁锂按比例称量，通过高速混合机混合，出料过200～400目筛，得到高安全性锂离子电池用正极材料。