[发明专利]湿法掺杂与碳包覆共修饰的四元正极材料及其制备方法

说明书

湿法掺杂与碳包覆共修饰的四元正极材料及其制备方法，该四元正极材料的化学式为LiNi_aCo_bMn_cAl_dCe_eMo_fO₂@C，其制备方法包括下列步骤：(1)将NiSO₄·6H₂O、CoSO₄·7H₂O、MnSO₄·H₂O和Al₂(SO₄)₃加入去离子水中，得混合溶液；(2)向所述混合溶液中加入Ce盐溶液、Mo盐溶液、络合剂氨水溶液和沉淀剂NaOH溶液，进行反应，得前驱体浆料；然后进行固液分离，得四元正极材料前驱体；(3)将所述四元正极材料前驱体与锂盐混合，进行煅烧，得四元正极材料；(4)将所述四元正极材料与碳源混合均匀，再进行煅烧，即成。本发明四元正极材料，其制备方法简单，使用其组装的锂离子电池放电容量高，循环稳定性好。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料及其制备方法，尤其涉及湿法掺杂与碳包覆共修饰的四元正极材料及其制备方法。

背景技术

随着人们对环境和资源的日益重视，锂离子电池作为一种新型动力源被广泛应用于电动汽车中，以减少温室气体排放。三元正极材料LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(NCM)是常用的锂离子正极材料之一，然而用其制成正极组装的锂离子电池存在比能量密度低、倍率性能差等不足，从而导致电动汽车续航能力弱，行驶距离短，限制了其市场规模的进一步拓展。

四元正极材料LiNi_aCo_bMn_cAl_dO₂(NCMA)是一种新型的正极材料，其结合了LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(NCM)循环稳定性好和LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂(NCA)比容量高的优势，性能得到了改善。四元正极材料LiNi_aCo_bMn_cAl_dO₂(NCMA)的改性方法主要包括体相掺杂和表界面工程。体相掺杂主要是通过稳定材料的晶体结构来减少裂纹的产生，提升正极材料的电化学性能，但是对电极材料表面几乎起不到保护作用。表界面工程主要针对正极材料不稳定的表界面性质，在正极材料表面包覆其他物质，减少正极材料本身与电解液的接触，有效防止HF的侵蚀，改善正极/电解质界面的电荷转移，但是对正极材料的结构起不到稳定作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种生产成本低，能量密度高，结构稳定，电化学性能好的湿法掺杂与碳包覆共修饰的四元正极材料。

本发明进一步要解决的技术问题是，提供一种操作简便的湿法掺杂与碳包覆共修饰的四元正极材料的制备方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种湿法掺杂与碳包覆共修饰的四元正极材料，其化学式为LiNi_aCo_bMn_cAl_dCe_eMo_fO₂@C，其中0.5≤a≤1，0≤b≤0.3，0≤c≤0.3，0≤d≤0.1，0≤e≤0.01，0≤f≤0.01，a+b+c+d＝1。

本发明进一步解决其技术问题采用的技术方案是，一种湿法掺杂与碳包覆共修饰的四元正极材料的制备方法，包括下列步骤：