[发明专利]一种双改性的三元正极材料

说明书

一种双改性的三元正极材料，为La₂O₃包覆的Li_xNi_aCo_bMn_cMg_eW_fO₂，其中1≤x≤1.06，0.5≤a＜1，0＜b≤0.3，0＜c≤0.3，0＜e≤0.01，0＜f≤0.01，a+b+c＝1。本发明利用镁、钨两种金属协同掺杂实现对镍钴锰铝三元前驱体材料的第一次改性，镁、钨元素掺杂，有利于抑制相变的产生，减轻锂镍混排现象，进而增加结构的稳定性；通过La₂O₃的加入实现对对材料的第二次改性，La₂O₃包覆层作为物理屏障，可以抑制副反应的发生，防止电解液的化学侵蚀，减轻过渡金属溶解。使三元正极材料的循环稳定性得到了很大的提升。

技术领域

本发明涉及一种三元正极材料，具体涉及一种改性的三元正极材料。

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。然而由于锂离子电池的比能量密度不足问题，导致目前电动汽车存在成本高、每次充电行驶距离短的问题，限制了消费者的吸引力和市场增长。镍钴锰三元正极材料作为一种新型的正极材料得到了广泛的关注。

虽然镍钴锰三元正极材料具有诸多优点，但由于Li与Ni的离子半径接近，容易出现Li与Ni的混排，材料易发生析锂现象，使三元材料的结构逐渐变化，对电池的容量，倍率性能，造成材料使用一段时间后的电化学性能变差，材料的循环寿命下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种结构稳定，循环性能好的双改性的三元正极材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种双改性的三元正极材料，其特征在于，为La₂O₃包覆的Li_xNi_aCo_bMn_cMg_eW_fO₂，其中1≤x≤1.06，0.5≤a＜1，0＜b≤0.3，0＜c≤0.3，0＜e≤0.01，0＜f≤0.01，a+b+c＝1。

优选地，其制备方法包括以下步骤：

(1)将可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性锰盐与水配置成溶液A，将含Mg的可溶性盐与水配置成溶液B，将含W的可溶性盐与水配置成溶液C，以氨水为溶液D、以NaOH溶液为溶液E(此处氨水为络合剂，NaOH溶液作为沉淀剂)；

(2)将溶液A、B、C、D和E同时分别通过不同的管道持续加入反应釜中，并搅拌进行反应，至形成的颗粒平均粒度为4～12μm，停止反应，得三元前驱体浆料；

(3)除去所述三元前驱体浆料中的液体以及杂质，得三元前驱体；

(4)将锂盐、La₂O₃和所述三元前驱体球磨混合，得混合物；

(5)将所述混合物在空气气氛下烧结，即成。

优选地，步骤(1)中，所述可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性锰盐为硫酸盐。

优选地，步骤(1)中，所述含Mg的可溶性盐为硝酸镁和/或硫酸镁。

优选地，步骤(1)中，所述含W的可溶性盐为钨酸钠、硫酸钨、硝酸钨中的一种或两种以上。

优选地，步骤(1)中，溶液A中的镍元素、钴元素、锰元素的摩尔量之比为0.5～1∶0～0.3∶0～0.3。

优选地，步骤(1)中，溶液A的阳离子总浓度为1～10mol/L。