[发明专利]一种多层包覆三元正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种多层包覆三元正极材料的制备方法，步骤为：（1）将NCM三元材料前驱体与锂源和掺杂剂混合，一次煅烧后得到NCM三元材料；（2）将硼酸锂与碳酸锂混合均匀烧结，得到Li_2+xC_1‑xB_xO₃包覆剂，其中0x1；（3）将NCM三元材料与Li_2+xC_1‑xB_xO₃包覆剂混合均匀后进行二次煅烧，在NCM三元材料表面包覆Li_2+xC_1‑xB_xO₃层；（4）在Li_2+xC_1‑xB_xO₃层外包覆聚苯胺层。本发明采用Li_2+xC_1‑xB_xO₃和导电聚合物对三元正极材料进行多层包覆，在保证了包覆均匀性的同时使包覆层具有良好的离子电导率，可以有效提高电池性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种多层包覆三元正极材料的制备方法。

背景技术

随着新能源汽车的发展，锂离子动力电池作为最热门的电动车动力电池而备受关注。相对发展成熟稳定的石墨负极，针对于高容量、长寿命、低成本、安全环保的正极材料的研发显得尤为迫切。当前常用的锂电池正极材料主要有层状结构的钴酸锂、三元材料、尖晶石结构的锰酸锂以及橄榄石结构的磷酸铁锂。三元材料拥有较高的比容量，能量密度和功率密度，比较稳定的性能，从而成为商业正极的热门材料。但是三元材料的电化学性能、热稳定性、结构稳定性还需进一步提高，尤其是在高温以及高电位测试环境下；随着镍含量的提高，这些问题显得尤为突出。因此，对于三元材料的改性十分重要。

现有技术中一般通过对三元材料进行包覆来提高正极的结构稳定性、热稳定性、倍率性能以及长循环稳定性，包覆材料主要为导电聚合物或无机物。例如，公开号为CN111162249A的专利文献公开的“一种提升首次放电容量的正极材料及其制备方法”，该正极材料由正极材料基体、锂源和包覆剂制成，所述包覆剂为硼酸、硼酸锂、硼酸铝、硼酸钠、硼酸钾、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化钇中的任意或组合。公开号为CN109301186A的专利文献公开的“一种包覆型多孔结构的三元正极材料及其制备方法”，该正极材料内核为锂包覆镍、钴、锰的三元材料，并且内核上具有纳米级的孔洞；外壳为导电聚合物的膜；导电聚合物由乙炔、吡咯、噻吩及其衍生物进行聚合反应而得到。

但现有技术中用无机物对正极材料进行包覆时，一般采用高温煅烧法包覆，容易包覆不均匀，不利于材料性能的提高；而采用导电聚合物进行包覆时，虽然可以提高包覆的均匀性，但导电聚合物的引入会降低正极材料的离子电导率，同样不利于电池性能的提高。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中用无机物对正极材料进行包覆时容易包覆不均匀；采用导电聚合物进行包覆时，虽然可以提高包覆的均匀性，但导电聚合物的引入会降低正极材料的离子电导率，不利于电极性能的提高的问题，提供一种多层包覆三元正极材料的制备方法，采用Li_2+xC_1-xB_xO₃和导电聚合物对三元正极材料进行多层包覆，在保证了包覆均匀性的同时使包覆层具有良好的离子电导率，可以有效提高电池性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多层包覆三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将NCM三元材料前驱体与锂源和掺杂剂混合，搅拌均匀得到粉末材料，将粉末材料进行一次煅烧，粉碎后得到NCM三元材料；

(2)将硼酸锂与碳酸锂按B原子和C原子的摩尔比混合均匀后烧结，得到Li_2+xC_1-xB_xO₃包覆剂，其中0x1；