[发明专利]包覆型三元正极材料及其制备方法和应用、锂离子电池

说明书

本发明公开了一种包覆型三元正极材料及其制备方法和应用、锂离子电池。所述包覆型三元正极材料的制备方法包括以下步骤：(1)将三元正极材料和体系A混合后分散，得浆料；其中，所述体系A包括石墨烯、可溶性铜盐和水；(2)将浆料与体系B混合，过滤，洗涤，干燥，即得；其中，所述体系B包括有机配体、碱类物质和水。本发明的制备方法简单，制得的包覆型三元正极材料包括三元正极材料和MOF‑石墨烯包覆层，容量高，导电性好，且稳定性优异。

技术领域

本发明涉及一种包覆型三元正极材料及其制备方法和应用、锂离子电池。

背景技术

基于三元过渡金属氧化物LiNi_xCo_yMn_zO₂(NCM)的正极材料一直被视为最具有发展前景的锂离子电池材料，其相对于传统的正极材料LiCoO₂，三元正极材料具有高能量密度、低成本、低毒性等特点。三元正极材料成为如今锂离子电池研究的一大热点，是一种理想的锂离子电池正极材料。

但这种三元正极材料仍然存在着很多问题。例如，三元正极材料与电解液、电解质的接触会产生很多副反应，这种副反应会产生很多负面效果，会减少材料的容量。此外，在长期的充放电过程中，三元材料会逐渐粉化，影响材料的循环寿命。为了解决以上问题，最常见的办法就是在三元正极材料表面进行包覆，隔绝材料和电解液的接触。

专利申请CN110429275A公开了一种碳包覆三元正极材料的制备方法和碳包覆三元正极材料，其利用碳包覆减少了三元正极材料中杂相的生成，但是碳包覆后正极材料的容量降低。专利申请CN113161520A公开了一种锂离子电池用三元正极材料及制备方法，采用了Al₂O₃包覆的方法，该方法工艺复杂，并且很难兼顾导电性与稳定性。

发明内容

本发明为了解决现有技术中用于锂离子电池的三元正极材料难以兼顾容量、导电性和稳定性，从而提供了一种包覆型三元正极材料及其制备方法和应用、锂离子电池。本发明的制备方法简单，制得的包覆型三元正极材料容量高，导电性好，且稳定性优异。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种包覆型三元正极材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将三元正极材料和体系A混合后分散，得浆料；其中，所述体系A包括石墨烯、可溶性铜盐和水；

(2)将浆料与体系B混合，过滤，洗涤，干燥，即得；其中，所述体系B包括有机配体、碱类物质和水。

本发明中，步骤(1)中，所述三元正极材料可为本领域常规的锂离子电池用镍钴锰三元正极材料(NCM)，其分子式可为LiNi_xCo_yMn_zO₂，其中x+y+z＝1，x≤0.6，y≥0.2，z≥0.2。

较佳地，所述镍钴锰三元正极材料为LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(简称为NCM622)、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(简称为NCM523)或LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂(简称为NCM111)。