[发明专利]一种改性高镍三元正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性高镍三元正极材料的制备方法，先在高镍三元正极材料表面原位包覆二氧化锰，得到二氧化锰包覆高镍三元正极材料，再在二氧化锰包覆高镍三元正极材料的表面再次包覆石墨烯/聚苯胺复合材料，得到改性高镍三元正极材料。本发明的改性高镍三元正极材料具有优良的稳定性和存储性能，其制备方法简单、原料丰富、能耗低、生产工艺安全可靠、生产成本低，易于规模化生产。

技术领域

本发明涉及正极材料技术领域，尤其涉及一种改性高镍三元正极材料的制备方法。

背景技术

高镍正极材料具有高容量、良好的倍率性能以及低成本的优势，可以应用于混合动力汽车、插电混合动力汽车和电动汽车，被认为是最有前景的正极材料。然而，由于高镍正极材料暴露于空气中可以快速吸水导致材料表面形成LiOH/Li₂CO₃杂质，从而影响了其实际应用。而且，由于正极材料的的存储性能直接关系到材料的生产和极片的制作，如何提高正极材料的存储性能已经引起了广泛的关注。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种改性高镍三元正极材料的制备方法。

本发明提出的一种改性高镍三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将高镍三元前驱体与锂源混合后煅烧，得到高镍三元正极材料；

S2、将所述高镍三元正极材料加入水中分散均匀，然后加入锰酸盐使其完全溶解得到混合液；

S3、向所述混合液中滴加高锰酸钾溶液，搅拌反应后过滤、洗涤、干燥，得到二氧化锰包覆高镍三元正极材料；

S4、将石墨烯/聚苯胺复合材料和二氧化锰包覆高镍三元正极材料在乙醇溶液中混合搅拌均匀，经过滤、洗涤、干燥，得到改性高镍三元正极材料。

优选地，所述高镍三元前驱体中金属离子的总物质的量与锂源中锂的物质的量之比为1:(0.95～1.15)。

优选地，所述高镍三元前驱体为Ni_xCo_yMn_1-x-y(OH)₂、Ni_xCo_yMn_1-x-yCO₃或者其组合，其中0.6≤x≤1.0，0≤y≤0.4；所述锂源为Li₂CO₃、LiOH或CH₃COOLi中的一种或多种。

优选地，所述高镍三元正极材料与水的质量比为1:1～3:1；所述混合液中，锰酸盐的浓度为0.01～0.3mol/L。

优选地，所述锰酸盐与高锰酸钾的摩尔比为3:2～3:5，所述高锰酸钾溶液的浓度为0.01～0.2mol/L，所述锰酸盐为硫酸锰、硝酸锰或醋酸锰中的一种或多种。

优选地，所述步骤S2中，还加入浓度为0.01～0.1mol/L的表面活性剂，所述表面活性剂为十二烷基溴化铵。

优选地，所述石墨烯/聚苯胺复合材料与二氧化锰包覆高镍三元正极材料的质量比为(0.01～1):100。

优选地，所述石墨烯/聚苯胺复合材料由二维片状石墨烯纳米材料和负载在所述石墨烯纳米材料表面的纳米聚苯胺构成，其制备方法为：以石墨烯和苯胺为原料，以过硫酸铵为引发剂，在酸性介质中通过化学原位聚合法合成(具体制备方法可以参见专利201710219075.2)。

优选地，所述步骤S1中，煅烧的温度为700～900℃，时间为8～20h；所述步骤S2、步骤S3中，干燥的温度为100～110℃，时间为8～24h；所述步骤S3中，搅拌反应的时间为5～10h；所述步骤S4中，混合搅拌的时间为3～5h。