[发明专利]一种镍基正极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及电极材料技术领域，具体公开一种镍基正极材料及其制备方法。所述镍基正极材料，由位于内核的经类钙钛矿化合物体相掺杂的正极活性物质和包覆在所述正极活性物质表面的导电聚合物组成，所述正极活性物质化学式为Li(Nisubgt;x/subgt;Cosubgt;y/subgt;Mnsubgt;z/subgt;)Osubgt;2/subgt;，其中，x+y+z＝1，所述类钙钛矿化合物通式为Asubgt;n/subgt;Srsubgt;1‑n/subgt;FeOsubgt;3/subgt;，其中，A为稀土元素，n为0.1～0.8。本发明提供的镍基正极材料在高电压下长周期循环和充放电过程中具有良好的结构稳定性，能够显著提高所得镍基材料在高电压下的循环性能和倍率性能。

技术领域

本发明涉及电极材料技术领域，尤其涉及一种镍基正极材料及其制备方法。

背景技术

政策引领新能源汽车走高能量密度、高续航里程的技术发展路线，带动三元电池需求持续高涨。在体系繁多的三元材料中，大家似乎达成共识，高镍体系的三元材料电池是今后的发展方向。

高镍三元材料相对传统三元材料具有更高的比容量，在高电压下能提供更高的能量密度。在高镍三元材料中，镍的主要作用是提供容量，其含量越高，电池的能量密度越大，然而，随着镍含量的增多电极材料的稳定性也随之降低，使得高镍三元材料的容量相对于传统三元材料衰减较快，严重阻碍了高镍三元正极材料的规模化应用。

目前，为了提高锂离子电池的容量和使用寿命，高电压高镍三元正极材料的容量衰减机理的研究及高电压高镍三元正极材料的改性成为亟待解决的重要任务，也是实现高能量密度正极材料研发的重要方向。

发明内容

针对现有的高镍三元正极材料存在的上述技术问题，本发明提供一种镍基正极材料及其制备方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种镍基正极材料，由位于内核的经类钙钛矿化合物体相掺杂的正极活性物质和包覆在所述正极活性物质表面的导电聚合物组成，

所述正极活性物质化学式为Li(Ni_xCo_yMn_z)O₂，其中，x+y+z＝1，

所述类钙钛矿化合物通式为A_nSr_1-nFeO₃，其中，A为稀土元素，n为0.1～0.8。

相对于现有技术，本发明提供的镍基正极材料，由位于内核的经类钙钛矿化合物体相掺杂的正极活性物质和包覆在该正极活性物质表面的导电聚合物包覆层组成。正极活性物质通过类钙钛矿化合物体相掺杂后，能够增强正极活性物质结构的稳定性，抑制正极活性物质在高电压下长周期循环和高电压下充放电过程中的结构塌陷，改善正极材料的耐高电压性能，减缓电池容量衰减；同时导电聚合物包覆在正极活性物质表面形成柔韧性较强的导电薄膜网络，不仅能够促进电子传输，还能有效缓解材料在高电压下充放电过程中的体积微变。本发明通过对正极活性物质进行类钙钛矿化合物体相掺杂和导电聚合物表面包覆双重修饰，进一步提高高电压下镍基材料的电化学性能，可显著提高所得镍基材料在高电压下的循环性能和倍率性能，进而改善锂离子电池的容量并延长电池的使用寿命。

进一步地，所述类钙钛矿化合物与所述正极活性物质的质量比为0.1～5：100，通过向正极活性物质Li(Ni_xCo_yMn_z)O₂中掺杂引入类钙钛矿化合物，使晶格体积变化达到最小，改善所得正极材料的结构稳定性。

进一步地，所述导电聚合物与所述正极活性物质的质量比为0.1～5：100，保证在经类钙钛矿化合物掺杂后的正极活性物质表面形成包覆层，得到导电薄膜网络，改善所得正极材料的电化学性能。