[发明专利]一种正极材料及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种正极材料及其制备方法和用途，所述正极材料为二氧化钛和氟化锂共修饰的三元正极材料，所述正极材料中二氧化钛和氟化锂的总的质量百分含量为0.17‑3.4％，其通过二氧化钛和氟化锂对三元正极材料的修饰，解决了三元正极材料表面易吸水形成氢氧化锂和碳酸锂，造成碱性过高的问题，使其安全性能和循环性能均明显提高，其倍率性能10C/1C的比值为0.85‑0.91，电流密度为0.2C的充放电条件下比容量为174‑184mAh/g，50次循环后容量保留率≥97.8％。

技术领域

本发明涉及电池正极材料，尤其涉及一种正极材料及其制备方法和用途。

背景技术

受政策驱动影响，动力锂电池正极材料行业得到快速发展，电动车要求电池具有比能量高、比功率大、自放电少、使用寿命长、价格廉价及安全性好等特性。

三元材料能满足比能量高、比功率大、价格较低的要求，但目前存在的主要问题是表面碱含量过高，材料表面易脱氧造成容量损失。一般改善三元材料的手段包括包覆、掺杂和表面修饰等，例如氧化物包覆、碳材料包覆，氟掺杂，有机物包覆，含锂酸盐包覆等。

CN108682795A公开了一种锂离子电池三元正极材料表面酸洗包覆TiO₂的方法，将三元正极材料加入饱和硫酸钛酰溶液中，超声混合，形成悬浊液，将悬浊液持续搅拌得到褐色沉淀，抽滤、洗涤、干燥、煅烧，得到TiO₂包覆的三元正极材料。通过可控的酸洗包覆工艺对三元正极材料进行表面改性，降低三元材料表面残碱的同时，在表面形成均匀的TiO₂包覆层。但该方法中酸洗液酸性较强，会导致金属离子溶解，降低材料的容量，同时硫酸根不易洗除，也影响材料容量的发挥。

CN107302086A公开了一种氧化钛包覆钠离子三元正极材料的制备方法，包覆材料与接触剂形成固熔体，易于包覆均匀，且烧制后结合紧密，包覆层不易脱落，包覆材料也可以经过高温从而形成理想的玻璃态包覆，提高了材料的性能。该方法需要的氧化钛包覆量较大，在电极材料中的占比较高，降低了材料的比容量。

CN108232131A公开一种金属氟化物包覆三元材料及其制备方法，以多次球磨的方式使三元材料与金属氟化物结合，形成金属氟化物包覆三元材料。采用固相法混料包覆工艺，不需要使用氟化物沉淀剂，降低了对设备的防腐要求。但固相法包覆的均匀性较差，包覆颗粒的粒度大，包覆量较高。

虽然上述文献提供了一些修饰三元正极材料的方法，但仍然存在着修饰得到的三元正极材料的比容量不足，循环性能差，且制备方法复杂，成本高和存在二次污染的缺陷，因此开发一种具有较高比容量和循环性能优异的三元正极材料及其制备方法仍具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正极材料及其制备方法和用途，所述正极材料为二氧化钛和氟化锂共修饰的三元正极材料，所述正极材料中二氧化钛和氟化锂的总的质量百分含量为0.17-3.4％，其通过二氧化钛和氟化锂对三元正极材料的修饰，解决了三元正极材料表面易吸水形成氢氧化锂和碳酸锂，造成碱性过高的问题，使其安全性能和循环性能均明显提高，其倍率性能10C/1C的比值为0.85-0.91，电流密度为0.2C的充放电条件下比容量为174-184mAh/g，50次循环后容量保留率≥97.8％。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明涉及一种正极材料，所述正极材料为二氧化钛和氟化锂共修饰的三元正极材料。

本发明所述的正极材料为二氧化钛和氟化锂共修饰的三元正极材料，其通过二氧化钛和氟化锂对三元正极材料的修饰，解决了三元正极材料表面易吸水形成氢氧化锂和碳酸锂，造成碱性过高的问题，使其安全性能和循环性能均明显提高，其倍率性能10C/1C的比值为0.85-0.91(示例性的包括0.85、0.88、0.9或0.91等)，电流密度为0.2C的充放电条件下比容量为174-184mAh/g，50次循环后容量保留率≥97.8％。