[发明专利]基于锆基MOF材料的氧化锆包覆锂离子电池三元正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于锆基MOF材料的氧化锆包覆富锂三元正极材料及其制备方法，首先采用碳酸盐沉淀法合成出球形结构的锂离子电池三元正极材料，然后在其表面包覆“生长”一层比表面积大、孔隙率高的锆基MOF材料，并对其进行高温烧结，去除锆基MOF材料中的有机成分，形成同样具备比表面积大、孔隙率高的氧化锆包覆层，该氧化锆包覆层与普通氧化锆颗粒包覆层相比，MOF材料分解过程中形成的少量多孔碳结构在各个氧化锆颗粒之间形成桥联作用，形成电子传递通道，既可以缓解氧化锆本身不具备电化学活性使材料的克容量损失的现象，同时能稳定复合材料结构，且有效减少活性物质和电解液之间的副反应，有效改善锂离子电池三元正极材料的循环性能。

主权项

1.基于锆基MOF材料的氧化锆包覆锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）包覆：配制N,N‑二甲基甲酰胺、冰乙酸和盐酸的混合溶剂，其三种物质的体积比为DMF:AA:HCl=6:4:0.5~1.0；称取摩尔比为0.8~1.2:3的金属锆盐和对苯二甲酸溶解在混合溶剂中，超声30~60min使其充分溶解，得到混合溶液；按混合溶液每100ml称取1.5~2g的锂离子电池三元正极材料，加入到混合溶液中搅拌均匀，放入高压反应釜中，在120~160℃恒温干燥箱中反应3~5h，冷却至室温，洗涤、干燥，得到由锆基MOF材料包覆的锂离子电池三元正极材料；（2）烧结：将步骤（1）所得材料在空气中高温下烧结，热处理的升温程序是：室温下以3~5℃/min升温到700~900℃，保温3~5h后随炉冷却至室温，得到最终产物即氧化锆包覆三元正极材料。