[发明专利]一种表面改性镍基电极材料

说明书

本发明公开了一种表面改性镍基电极材料，包括镍基材料前驱体、醋酸锂和修饰物质，所述修饰物质为氧离子导体材料；所述氧离子导体材料为氧化钇稳定氧化铋、氧化镝稳定氧化锆或氧化钐稳定氧化锡中的任一种或者两者的结合；所述氧离子导体材料的质量占总电极材料的0.01‑5%；所述镍基材料前驱体中镍、钴、锰的质量比为0.6~0.9：0.05~0.2：0.05~0.2。本发明中镍基电极材料经氧离子导体修饰后可抑制Li⁺/Ni²⁺的无序性，提高材料的初始库伦效率，同时锂和镍在脱锂过程中的空位协同作用加剧了氧的不稳定性，而氧离子导体在修饰镍基材料的过程中恰好提供了氧离子空位，从而提高材料的结构稳定性。

技术领域

本发明涉及电极材料技术领域，尤其涉及一种表面改性镍基电极材料。

背景技术

随着新能源汽车行业的快速发展，对电动汽车的续航里程以及安全性能提出了更高的要求。传统的锂离子电池正极材料由于其自身的限制无法满足需求。富镍三元正极材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂结合了 Ni-Co-Mn 三种元素的优点，协同作用，其中 Ni 元素能有效增加材料的比容量，随着Ni含量的提高，材料的能量密度随之提高；Mn 元素降低材料成本，提高电池的安全性和稳定性；而Co 元素具有优良的电化学活性，可提高材料的电子导电性和改善循环性能。近年来富镍三元正极材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂ 的研究取得了重要进展，但是，材料在颗粒界面稳定性、循环性能、大电流密度放电性能等方面仍存在诸多问题亟待解决。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种能够有效改善锂离子正极材料的扩散速率，提高锂离子电池循环性能和倍率性能的表面改性镍基电极材料。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种表面改性镍基电极材料，包括镍基材料前驱体和醋酸锂，其特征在于：还包括修饰物质，所述修饰物质为氧离子导体材料，所述氧离子导体材料的质量占总电极材料质量的0.01-5%。

优选的，所述氧离子导体材料为氧化钇稳定氧化铋、氧化镝稳定氧化锆或氧化钐稳定氧化锡中的任一种或两种的组合。

优选的，所述氧离子导体材料的质量占总电极材料质量的1%。

优选的，所述镍基材料前驱体中镍、钴、锰的物质的量比为0.6~0.9：0.05~0.2：0.05~0.2。

优选的，所述表面改性镍基电极材料中锂元素、镍元素、钴元素和锰元素的摩尔比1.0~1.08:0.6~0.9:0.05~0.2:0.05~0.2。

优选的，所述表面改性镍基电极材料中锂元素、镍元素、钴元素和锰元素的摩尔比为1.02:0.85:0.05:0.1。

本发明的有益效果是：

1、与现有技术相比，本发明的改进之处在于，采用了氧离子导体对镍基材料进行修饰改性，氧离子导体中的部分元素具有强氧化性，可将Ni²⁺氧化为Ni³⁺，从而抑制了Li ⁺ /Ni ²⁺阳离子的无序化程度，提高材料的初始库伦效率；

2、在该电极材料中氧离子导体为氧离子提供了空位，解决材料的产气问题，从而提高材料的结构稳定性和电化学性能；

3、氧离子导体具有优异的锂离子电导率，有效改善了锂离子在正极材料的扩散速率，提高了锂离子电池循环性能和倍率性能。

附图说明

图1为本发明实施例一中的电极材料扫描电镜图；

图2为本发明实施例一中的电极材料透射电镜图；