[发明专利]一种铝酸锂/碳酸锂包覆NCA正极材料的制备方法

说明书

本发明属于锂电池正极的技术领域，具体涉及一种LiAlO₂/Li₂CO₃包覆NCA正极材料的制备方法，包括如下步骤：(1)准备称取有机锂盐、有机铝盐，并将两者溶解于乙醇溶液中，配制成混合型乙醇溶液；(2)在惰性气体环境中，将NCA三元材料粉末加入至步骤(1)所得的混合型乙醇溶液中，超声处理30‑180min，然后真空干燥；(3)将步骤(2)所得物升温至300℃，并在此温度下煅烧2‑5h，然后研磨，即得；本发明方法简单便捷，包覆方法只有两步简单易行，且无须复杂的操作设备，适用于工业生产。

技术领域

本发明属于锂电池正极的技术领域，具体涉及一种铝酸锂/碳酸锂包覆NCA正极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、比能量大、循环寿命长、污染小等优点，目前在电动汽车领域和储能领域具有广泛的应用。高镍三元正极材料LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂(NCA)作为一种高容量，高能量密度的正极材料，具备三元协同效应，综合了传统的正极材料镍酸锂、锰酸锂、钴酸锂几种材料的优点，兼具能量密度高、循环寿命较长、成本相对较低等特点，在成为下一代的动力电池正极材料方面具有较大的优势。然而目前NCA正极材料的结构稳定性和倍率性能仍有待提升需要改善。材料表面包覆是材料改性、性能提升的主要途径。目前，为了提高三元正极材料的电化学性能，改善其放电容量、循环寿命和库伦效率，各种包覆手段已经被尝试，例如Al₂O₃、ZrO₂、ZnO、TiO₂、AlF₃、 AlPO₄等，所制备的正极材料性能都有显著提升。其中，正极包覆Al₂O₃相比其他包覆方法具有显著优势，一提高三元正极材料的倍率性能和高温性能；二是充电电压和放电电压压差增大，发热量小。

但是，目前Al₂O₃包覆NCA方法较为繁琐，而且不具备大批量生产的可行性。例如，张正国(中国陶瓷，2015,8,19)利用Al(NO₃)₃对NCM 材料进行包覆，虽然改善了NCM正极材料的倍率性能和隔膜通过性，但是方法较为繁琐，同时氧化物在NCA材料表面包覆改性仍面临着一系列的挑战，主要有：(1)表面包覆仅能从一定程度上减缓金属离子的溶解，不能从根本上解决容量衰减的问题；(2)由于氧化物包覆层与正极材料表面的粘附性较差，在经过较长的充放电后容易产生脱落；(3)氧化物自身是非活性物质，虽然提高了电极材料的循环性能，但对电极材料的放电比容量有一定的损耗；(4)由于包覆改性对包覆层的均匀性具有较高要求，一般工艺所制备的包覆层的均匀性有待提高，而均匀性高包覆层所需工艺较为复杂，制备成本较高。

基于此，为了提高NCA正极材料的电化学性能，开发一种简洁方便具有实用意义的LiAlO₂/Li₂CO₃包覆NCA方法显得非常的重要。

发明内容

本发明的目的是为了提出一种简便、适用于批量生产的方法，以便于制备电化学性能优良的NCA包覆型材料，提供了一种 LiAlO₂/Li₂CO₃包覆NCA正极材料的制备方法。

具体是通过以下技术方案来实现的：

一种铝酸锂/碳酸锂包覆NCA正极材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)准备称取有机锂盐、有机铝盐，并将两者溶解于乙醇溶液中，配制成混合型乙醇溶液；

(2)在惰性气体环境中，将NCA三元材料粉末加入至步骤(1) 所得的混合型乙醇溶液中，超声处理30-180min，然后真空干燥；