[发明专利]一种双氧化物包覆三元正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双氧化物包覆三元正极材料及其制备方法，属于锂离子电池技术领域。所述的制备方法包括：(1)将三元正极材料加入有机溶剂中，超声分散，得到第一分散液；(2)将钛源和硅源加入到与步骤(1)相同的有机溶剂中，超声分散，得到第二分散液；(3)将第一分散液和第二分散液混匀，按照化学计量比滴加水，搅拌反应，再蒸干所有溶剂，得到复合材料前驱体；(4)复合材料前驱体经煅烧制得双氧化物包覆三元正极材料。利用氧化硅和氧化钛高温煅烧过程中呈现的不同成膜速率保证最终整体的包覆层均匀分布，两种氧化物共同形成一层包覆层，对正极材料的包覆起到1+1＞2的效果，既提升了材料的循环稳定性，又提升了材料的倍率性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种双氧化物包覆三元正极材料及其制备方法。

背景技术

随着能源危机和环境污染等问题的日益突出，开发可持续发展新能源，建设低碳社会成为当务之急。锂离子电池作为一种新型高能绿色电池备受关注。层状镍钴锰三元正极材料是一种极具发展前景的材料，与LiCoO₂、LiNiO₂、LiMnO₂相比，具有成本低、容量大、循环性能好、热稳定好、结构比较稳定等优点。

虽然镍钴锰三元正极材料具有诸多优点，但是该材料仍然存在一定的问题，如电解液对电极材料有一定的腐蚀作用，使材料的容量衰减，影响材料的循环稳定性。所以，对正极材料的改性成为提高材料电化学性能的重要手段，其中包覆是最为简单有效的方法。包覆层的存在能维持其自身的表面结构稳定性，避免活性物质和电解液间的直接接触，抑制材料在高电位条件下过渡金属元素的溶解，从而改善正极材料的容量保持率。

对于三元锂离子正极材料的表面包覆物质包括单层的SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、AlPO₄、AlF₃、LiAlO₂、ZrO₂、碳、石墨烯、V₂O₅、Y₂O₃等。目前，采用金属氧化物的包覆来改善层状正极材料性能的研究较多。

申请公布号为CN 103972499 A的专利文献公开了一种改性的镍钴铝酸锂正极材料，将LiNi_1-a-bCo_aAl_bO₂粉体和纳米TiO₂粉体按一定的质量比同时喷入包覆装置内，经过充分分散、吸附和重组使纳米TiO₂粉体均匀包覆在LiNi_1-a-bCo_aAl_bO₂粉体表面后进入收集装置中，即得到改性的LiNi_1-a-bCo_aAl_bO₂/TiO₂正极材料。采用干法包覆，在包覆过程中不产生废液同时无需高温烧结，可降低能耗以及成本。

申请公布号为CN106299320A的专利文献公开了一种改性镍钴锰酸锂三元正极材料的制备方法，将表面含水的镍钴锰酸锂材料、钛源和有机溶剂混合后，水解反应，得到镍钴锰酸锂复合材料，煅烧后得到表面包覆有二氧化钛层的镍钴锰酸锂材料。

单一的包覆物质的确可以提升材料的性能，但是并不能达到倍率性能和循环性能的同时提升。另外单一的包覆层在包覆手段上多采用粗糙的球磨法和沉淀法，达不到包覆层分布均匀的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双氧化物包覆三元正极材料的制备方法，以克服现有技术中单一氧化物包覆层存在的分布不均等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双氧化物包覆三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：