[发明专利]一种导电聚合物包覆镍钴锰酸锂的正极材料及其正极极片

说明书

本发明涉及一种导电聚合物包覆镍钴锰酸锂的正极材料，所述正极材料由如下方法制得：将质量比为0.5～0.8:100的聚合物单体和镍钴锰酸锂材料充分分散在弱酸性溶液中，再加入氧化剂，将其置于0～30℃温度下，超声反应1～4h，过滤、洗涤、干燥，即得正极材料。本发明所制备的表面包覆导电聚合物的正极材料可有效抑制锰元素的析出，从而提高材料的循环寿命，同时，由于材料表面包覆聚合物，可降低材料的pH值，提高材料的加工性能。本发明同时提供了由上述正极材料制得的正极极片和电池，所述正极极片和电池在实际应用中体现出优异的应用性能。

技术领域

本发明涉及一种锂电池的正极材料，具体涉及一种导电聚合物包覆镍钴锰酸锂的正极材料及其正极极片与电池。

背景技术

锂离子电池是新一代的绿色高能电池，具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应等突出优点，因此深受人们的欢迎。在锂离子电池中，正极材料是最重要的部分，目前，研究最多的正极材料是钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂和镍钴锰酸锂，由于镍钴锰酸锂具有比容量高，放电倍率佳等优点，因此备受青睐。但是镍钴锰酸锂正极材料在充放电过程中，电解液会溶解正极材料中的过渡金属，导致电池循环性能差，电化学性能不稳定，因此亟待解决此问题。

目前一般解决的方法是对三元材料进行表面包覆，主要包覆无机物，如氟化物(如CaF₂)、氧化铝、二氧化锰。由于氟化钙及氧化铝等无机物电子电导率及质子电导率均比较低，表面包覆在改善材料循环寿命的同时，不可避免的降低材料的倍率性能，同时无机颗粒在包覆均匀性上也存在问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导电聚合物包覆镍钴锰酸锂的正极材料，以解决已有正极材料的上述缺陷。

具体地，本发明所提供的正极材料由如下方法制得：将质量比为0.5～8:100的聚合物单体和镍钴锰酸锂材料充分分散在弱酸性溶液中，再加入氧化剂，将其置于0～30℃温度下，反应1～4h，过滤、洗涤、干燥，即得正极材料。

其中，所述聚合物单体选自苯胺、吡咯、噻吩、3,4-乙撑二氧噻吩中的一种或多种。

其中，所述镍钴锰酸锂材料三种元素中镍和钴的摩尔比为1～8:1～2，钴和锰的摩尔比为1～2:1～3；

优选地，所述镍钴锰酸锂材料中镍、钴、锰三种元素的摩尔比为8:1:1或6:2:2或5:2:3或1:1:1。

其中，所述弱酸性溶液中的酸选自甲酸、草酸、醋酸中的一种或多种，优选为甲酸；

优选地，所述弱酸性溶液的浓度为0.1～0.8mol/L；

优选地，每20mL所述弱酸性溶液中加入0.05～0.15g的所述聚合物单体。

其中，所述氧化剂选自过硫酸铵、双氧水、高锰酸钾、重铬酸钾中的一种或多种。

其中，所述反应在超声条件下进行，所述超声的功率为200w～1000w，超声的时间1～4h。

优选的，所述超声的功率为600W～800W，超声的时间为2～4h。

其中，所述洗涤具体为：采用弱酸性溶液、丙酮、去离子水依次洗涤2～6次。

其中，所述干燥具体为：在60～100℃的温度下，干燥1～24h。

本发明提供的一种优选方案，所述的正极材料，由如下方法制得：将质量比为2～3:100的聚合物单体和镍钴锰酸锂材料充分分散在甲酸性溶液中，按聚合物单体：过硫化铵的摩尔比为1:1的比例再加入过硫化铵，将其置于0～30℃温度下，以600～800W功率，超声反应2～4h，过滤、洗涤、干燥，即得正极材料，