[发明专利]一种表面改性的高镍三元正极材料及其改性方法、锂离子电池

说明书

本发明提供了一种改性高镍三元正极材料，由高镍三元正极材料经硫代乙酰胺改性后得到；所述高镍三元正极材料包括高镍镍钴锰酸锂三元正极材料或高镍镍钴铝酸锂三元正极材料。本发明采用硫代乙酰胺溶液对高镍三元正极材料进行表面包覆改性，由于高镍层状氧化物正极材料对环境中的水非常敏感，在水中浸泡对材料的结构和电化学性能都会产生影响，而前驱体材料则是在水溶液中产生的，因而在溶液中包覆正极材料，就能够进一步改善材料的电化学性能。同时，本发明提供的改性方法还能够有效的减少正极材料的团聚，同时去除三元正极材料中残余的碱和有机物，有利于电极浆料的制备，进而提高了材料的电池性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池电极材料技术领域，涉及一种改性高镍三元正极材料及其改性方法、锂离子电池，尤其涉及一种表面改性的高镍三元正极材料及其改性方法、锂离子电池。

背景技术

锂离子电池通常包括正极、负极、隔膜、电解液和壳体，具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、重量轻、自放电少、无记忆效应与性能价格比高等优点，己成为高功率电动车辆、人造卫星、航空航天等领域可充式电源的主要选择对象。因此锂离子电池及其相关材料成为科研人员的研究热点。正极是锂离子电池关键材料之一，决定着锂离子电池的性能，锂离子电池的正极，即正极片通常包括正极活性材料、导电剂、粘结剂、溶剂和集流体，这其中最为关键的就是正极活性材料。特别是2015年开始，新能源汽车行业迎来全面爆发期，与传统汽车相比，由于动力电池决定着的新能源汽车的续航能力以及安全性，一直是新能源汽车厂家和消费者关注的核心；提升车辆的续航里程，关键在于提升动力电池的能量密度，越来越多的电池厂商开始大力开展高能量密度动力电池的研发工作。

在目前的动力锂离子电池正极材料中，镍钴锰酸锂三元正极材料(NCM)和镍钴铝酸锂三元正极材料(NCA)，由于三种元素的协同效应，具有放电比容量高、能量密度高、成本较低和环境友好等优点，成为近几年来全球市场动力锂离子电池应用领域增量极大的正极活性材料。这其中镍基三元材料，当Ni含量大于等于0.6时，称为高镍三元材料。其性能好于以上任一单一组分正极材料，存在更加明显的协同效应。

但是由于三元正极材料在充放电过程中材料表面易于与电解液发生副反应，导致电解液的分解和材料的结构坍塌，从而严重降低了材料的循环稳定性。

因此，如何找到一种方法，能够更好的优化离子电池三元正极材料，改善其循环过程的稳定性，已成为业内诸多厂商和一线研究人员广为关注的焦点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种改性高镍三元正极材料及其改性方法、锂离子电池，特别是一种表面改性高镍三元正极材料的方法。本发明提供的表面改性的高镍三元正极材料制备的电池，具有较好的容量效率和较高的循环稳定性。同时，本发明提供的改性方法工艺简单，条件温和，适用于大规模生产应用。

本发明提供了一种改性高镍三元正极材料，由高镍三元正极材料经硫代乙酰胺改性后得到；

所述高镍三元正极材料包括高镍镍钴锰酸锂三元正极材料或高镍镍钴铝酸锂三元正极材料。

优选的，所述改性为表面改性；

所述高镍镍钴锰酸锂三元正极材料的化学式如式(I)所示，

LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(I)；其中，(1-x-y)≥0.6，x＞0，y＞0；

所述高镍镍钴铝酸锂三元正极材料的化学式如式(II)所示，

LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂(II)；其中，(1-x-y)≥0.6，x＞0，y＞0。

本发明还提供了一种高镍三元正极材料的改性方法，包括以下步骤：