[发明专利]一种镍基正极材料前驱体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镍基正极材料前驱体及其制备方法，属于锂离子电池材料领域，所述镍基正极材料前驱体中掺入了导电剂，所述导电剂作为镍基正极材料前驱体的晶核被包裹在镍基正极材料前驱体的内部；其在按照共沉淀法制备前驱体的同时，在反应液内引入导电剂材料，制备出包裹有导电剂颗粒的镍基正极材料前驱体。本发明在镍基正极材料前驱体内引入导电剂，依靠导电剂的良好电导率，在镍基正极材料前驱体内部形成通畅的导电网络结构，提高了锂离子扩散速率和电子传输速率，对电池的倍率性能有极大提升；且其制备工艺简单，实际生产操作成本低，易于产业化大量生产。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料领域，具体的涉及一种镍基正极材料前驱体及其制备方法。

背景技术

提高电池容量、加快充电速度、减少充电时间是目前锂离子电池的发展趋势。利用共沉淀法制备的锂离子电池材料前驱体的结构、形貌、组成成分和振实密度会直接影响到正极材料的性能，故而对电池材料前驱体的改进可直接改善电池材料的性能，即改进锂离子电池材料前驱体，对提升该电池材料在大电流下充放电的结构稳定性和安全性以及增强锂电池的应用能力有重大推进作用。电池材料的改性研究对改善电池材料目前的短处并提升材料性能有着极大意义。LiCoO₂是最早商业化的锂离子电池正极材料，循环性能较为稳定，应用于3C产品技术可靠，但是Co成本高，LiCoO₂的比容量只有140mAh/g，应用于动力电池容量偏低，难以达到动力电池长时间续航的要求。目前科研人员正在研发的镍基正极材料，如LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂的容量高达200mAh/g，对电池续航有一定提升，但是镍基正极材料由于锂、镍离子的混排以及导电性差等原因，造成大倍率电流下充放电性能较差的后果，其初始容量高但衰减快。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于提供一种大倍率电流下充放电性能较好的镍基正极材料前驱体及其制备方法，其制备工艺简单，实际生产操作成本低，易于产业化大量生产。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种镍基正极材料前驱体，所述镍基正极材料前驱体中掺入了导电剂，所述导电剂作为镍基正极材料前驱体的晶核被包裹在镍基正极材料前驱体的内部，所述镍基正极材料前驱体的通式为Ni_xCo_yM_z(OH)₂/C,其中，M为Al或Mn，且0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1，x+y+z＝1。

具体地，所述导电剂为石墨烯、碳纳米管CNT、碳纤维VGCF、科琴黑、乙炔黑、SUPER-P、KS-6、KS-15、S-O中的任意一种。

本发明还提供了上述镍基正极材料前驱体的制备方法，包括如下步骤：

(1)按镍基正极材料前驱体Ni_xCo_yM_z(OH)₂/C中元素的化学计量比称取可溶性镍盐、可溶性含Co元素化合物和M元素的可溶性盐，而后将它们加入去离子水中，得到混合盐溶液；

(2)取导电剂和分散剂，超声分散于去离子水中，得到导电剂溶液；

(3)取沉淀剂和络合剂，溶于去离子水中，得到混合碱溶液；