[发明专利]包覆改性LiNi0.7Co0.1Mn0.2O2三元正极材料及其制备方法和电池

摘要

本发明公开了一种包覆改性LiNi_0.7Co_0.1Mn_0.2O₂三元正极材料及其制备方法和电池。该三元正极材料的制备方法包括：在制备镍钴锰氢氧化物前驱体时先引入镁元素，然后在共沉淀反应后期改用钼酸铵水溶液作为络合剂，利用钼酸铵在水中水解后以氨离子和钼酸根离子出现，将氨离子充当络合剂用于补偿共沉淀反应，而钼酸根离子在沉淀反应阶段中形成的镍钴锰氢氧化物前驱体表面上部分沉积，实现钼元素的原位引入，之后再经锂化处理以获得表面含钼元素的三元正极粉末。本发明通过添加镁元素及表面部原位掺杂钼元素，使所得改性三元正极粉末的充放电性能、循环性能等得到有效改善。

主权项

1.一种包覆改性LiNi_0.7Co_0.1Mn_0.2O₂三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：1)制备镍钴锰氢氧化物前驱体：1.1)取镍盐、钴盐和锰盐溶于水中，得到第一混合液，控制第一混合液中总金属离子的浓度为2mol/L，且镍离子、钴离子和锰离子的摩尔比为7∶1∶2；1.2)向混合液中加入硫酸镁，溶解，得到第二混合液；其中硫酸镁的加入量为镍离子、钴离子和锰离子总摩尔量的0.08‑0.25％；1.3)向第二混合液中加入沉淀剂和络合剂进行共沉淀反应，其中：所述共沉淀反应过程包括两个阶段，分别为第一反应阶段和第二反应阶段，其中第二反应阶段的反应时间占共沉淀反应总反应时间的12‑20％；所述络合剂包括第一络合剂和第二络合剂，其中第一络合剂为氨水，第二络合剂为钼酸铵水溶液；在共沉淀反应的第一反应阶段加入的是第一络合剂，且第一络合剂在第一反应阶段全程均匀加入；当第一络合剂为浓度为25％的氨水时，其加入量按每升第一混合液加入5‑50mL第一络合剂计算；第二反应阶段加入的是第二络合剂，且第二络合剂在第二反应阶段全程均匀加入；当第二络合剂的浓度为0.1‑0.5mol/L时，其加入量按每升第一混合液加入30‑50mL第二络合剂计算；整个共沉淀反应过程中，沉淀剂的用量为控制体系的pH＝10‑13，反应完成后，所得反应物料过滤，收集沉淀进行干燥，得到表面含钼的镍钴锰氢氧化物前驱体；2)将表面含钼的镍钴锰氢氧化物前驱体和锂源混合均匀，在氧化气氛中进行热处理，得到表面含钼的LiNi_0.7Co_0.1Mn_0.2O₂粉末；3)获取聚丙烯酸溶液；4)将表面含钼的LiNi_0.7Co_0.1Mn_0.2O₂粉末置于聚丙烯酸溶液中，搅拌混合一定时间，取出，干燥，得到聚丙烯酸包覆的LiNi_0.7Co_0.1Mn_0.2O₂粉末；5)所得聚丙烯酸包覆的LiNi_0.7Co_0.1Mn_0.2O₂粉末置于氧化气氛中进行热处理，即得到所述的包覆改性LiNi_0.7Co_0.1Mn_0.2O₂三元正极材料。