[发明专利]一种NCM333

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是一种NCM₃₃₃与ZIF‑8复合正极材料及制备方法，包括以下步骤：(1)称取一定量的LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂(NCM₃₃₃)层状材料，加入50‑80mL的无水甲醇，超声30分钟；(2)往溶液中加入二甲基咪唑，搅拌30‑120分钟，超声20‑60分钟；(3)称取六水合硝酸锌加入到上述溶液中，搅拌12‑48小时，然后用无水甲醇抽滤3次，最后将样品置于真空干燥箱中，温度为80‑100℃，烘干12‑24小时，即可得到ZIF‑8包覆的NCM₃₃₃复合正极材料。本发明制得的复合三元层状正极材料首次应用于锂离子电池领域，表现出了优异的循环稳定性能和和倍率性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是一种NCM₃₃₃与ZIF-8复合正极材料及制备方法。

背景技术

三元层状锂过渡金属氧化物LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(NCM)具有毒性小、成本低、放电容量高等特点，被认为是目前重要的高能量锂离子电池正极材料之一。然而，因其表面在电化学反应过程中易被液态电解质的分解产物侵蚀，表面结构破坏严重和本身电导率比较低，导致该材料在高的截止电压下长时间循环后，容量衰减比较严重，且倍率性能也不容乐观。这些严重地限制了其商业化的脚步。

表面包覆是改进上述NCM问题的有效方法。到目前为止，许多金属氧化物，氟化物和磷酸盐已被用作包覆材料来稳定固-液界面，从而改善电极材料的电化学性能。然而，上述的包覆材料是无孔的，包覆在活性材料的表面不利于电解质渗透到材料内部，影响Li+在充放电过程中的快速传输。其次，这些包覆材料的电导率也比较低，循环过程中增加了电极的极化。这些都大大降低了电池的倍率性能和放电容量。因此，寻找一种具有高的稳定性，高的电导率和多孔的新的包覆材料来提升锂离子电池正极材料的电化学性能是迫切需要的。

基于以上原因，我们打破常规，将包覆材料的寻找聚焦在了金属有机骨架化合物(MOFs)上。此类材料与上述常规的包覆材料相比，其具有大的比表面积，规则的孔结构和丰富的锂离子扩散通道等特点，可以较好的解决常规包覆材料在实际应用中的弊端。此外，在众多MOFs材料中，zeoliticimidazolateframework-8(ZIF-8)因其独有的性质，即永久的孔隙度，优异的热稳定性和化学稳定性，高的离子电导率(3.16×10^-4Scm^-1) 成为了我们最终寻找的，最佳的包覆材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种NCM₃₃₃与ZIF-8复合正极材料及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种NCM₃₃₃与ZIF-8复合正极材料及制备方法，包括以下步骤：

(1)称取一定量的LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂(NCM₃₃₃)层状材料，加入50-80mL的无水甲醇，超声30分钟；

(2)往溶液中加入二甲基咪唑，搅拌30-120分钟，超声20-60分钟；

(3)称取六水合硝酸锌加入到上述溶液中，搅拌12-48小时，然后用无水甲醇抽滤3次，最后将样品置于真空干燥箱中，温度为80-100℃，烘干12-24小时，即可得到ZIF-8 包覆的NCM₃₃₃复合正极材料。

作为本发明进一步的方案：步骤(1)中所述NCM₃₃₃层状材料为5g；所述无水甲醇为50mL。