[发明专利]FTO包覆改性正极材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种FTO包覆改性的正极材料及其制备方法，其中正极材料表面包覆有掺氟氧化锡，化学式为LiNi_0.5Mn_1.5O₄/SnO₂‑F。制备方法包括：先制备LiNi_0.5Mn_1.5O₄；然后将SnCl₂·2H₂O溶于蒸馏水中，加入氨水至pH值为中性，再经过滤和洗涤得到前驱体；在搅拌下将HF溶液加入到前驱体中，得到混合溶胶；再将LiNi_0.5Mn_1.5O₄加入混合溶胶中，得到混合物；将混合物烘干后进行烧结，得到FTO包覆改性的正极材料。本发明用导电性能优异的FTO对正极材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄进行表面包覆，不仅提高了电池的容量，而且提高了电池的循环稳定性、安全性、倍率性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种FTO包覆改性的正极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池因较高能量，长循环寿命，自放电小，无记忆效应和绿色环保等优点被广泛应用于各种电动工具、便携式用电器和电动汽车中。开发具有更高能量密度、更好循环性能和安全性能的锂离子电池已成为新能源技术研究的重要组成部分。目前，锂离子正极材料主要有LiMn₂O₄、LiCoO₂、LiFePO₄、LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、LiNi_0.5Mn_1.5O₄等，其中高电压LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料具有一个高且稳定的充放电平台及较高的理论比容量，近年来引起较多的关注。

LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料相对于其他正极材料主要存在高放电电压的优势，较高的放电电压能够明显提高电池的比能量。但是LiNi_0.5Mn_1.5O₄材料也存在一些缺陷，如合成材料过程中容易产生Li_xNi_1-xO杂质，充放电过程中，由于Mn和Ni的溶解，有比较严重的John-Taller效应，使得材料的循环性能变差。针对这些问题目前主要的研究方向集中在两个方面，一方面通过改善材料的合成方法和合成条件，减少材料合成过程中杂质的产生；另一方面利用Mg²⁺、CR³⁺、Co³⁺、Fe³⁺、Ti⁴⁺等离子的掺杂研究，也取得了一定的效果。但是，由于LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料的工作电压高，以上两方面的改进难以解决工作电压高时材料易腐蚀和材料导电性能有待提高的问题，这影响了电池的循环稳定性和倍率性能等。因此，很有必要对LiNi_0.5Mn_1.5O₄正极材料进行表面改性，提高材料导电性能，减少电池副反应，从而提高电池循环性能和倍率性能。

发明内容

本发明提供了一种FTO包覆改性的正极材料及其制备方法，其目的是为了提高材料的导电性和压实密度，抑制电解液对材料的腐蚀，从而提高电池容量，以及提高倍率性能和循环稳定性。