[发明专利]一种具有双氧化物表面涂层的三元正极材料及其制备方法、正极片及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种具有双氧化物表面涂层的三元正极材料及其制备方法、正极片及锂离子电池，制备方法包括以下步骤：按照比例称取氧化锌、硼酸和LiNi_xCo_yMn_1‑x‑yO₂(x+y＜1，x＞0，y＞0)，分别溶于去离子水中，形成氧化锌溶液、硼酸溶液和LiNi_xCo_yMn_1‑x‑yO₂浆料；将LiNi_xCo_yMn_1‑x‑yO₂浆料逐滴加入到氧化锌溶液中，加入硼酸溶液，搅拌至溶剂蒸发后，真空干燥烘干；将烘干后的材料研磨，在空气气氛下烧结，最后自然冷却至室温，得到表面具有ZnO‑B₂O₃涂层的三元正极材料LiNi_xCo_yMn_1‑x‑yO₂。该方法操作简单，可改善其高电压安全性及与电解液间的界面问题。

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造技术领域，具体地，涉及一种具有双氧化物表面涂层的三元正极材料及其制备方法、正极片及锂离子电池。

背景技术

近年来新能源汽车的研究得到了国家的大力支持而迅猛的发展，而保证新能源汽车的轻便、长续航和长寿命等特点，离不开对高能量密度、高功率密度和高安全性锂离子电芯的开发。

正极材料是锂离子电芯最主要成分之一，而三元正极材料因其高能量密度和高电压平台等特点受到研究者的青睐，成为目前锂离子电芯生产投入最广泛的材料，然而三元正极材料亦有其缺点，例如安全性差、结构不稳定，其表面易与电解液发生反应，从而对电芯性能造成一定程度上的影响。目前对三元正极材料的改善主要包括表面涂层、体相掺杂、梯度化和单晶化等，表面涂层因其方法简单有效而被广泛使用，因此本专利主要通过表面涂层方法对三元正极材料进行改性，改善其高电压安全性及与电解液间的界面问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种具有双氧化物表面涂层的三元正极材料及其制备方法、正极片及锂离子电池。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

本发明的第一方面提供一种具有双氧化物表面涂层的三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(a)按照质量比(0.00875-0.0175):(0.01995-0.04):1称取氧化锌、硼酸和LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂(x+y＜1，x＞0，y＞0)材料，分别溶于去离子水中，形成氧化锌溶液、硼酸溶液和LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂浆料；

(b)在水浴搅拌条件下，将LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂浆料逐滴加入到氧化锌溶液中，混合均匀后再加入硼酸溶液，水浴条件下继续搅拌至溶剂蒸发后，通过真空干燥烘干；该步骤中，滴入LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂浆料和H₃BO₃溶液的顺序，同时保证逐滴加入，不能一次性加入且保证水浴环境下滴加；如果将硼酸和氧化锌直接先混和后会先发生反应生成2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O，再加入三元材料，就是直接的物理混合；而本方法是让三元材料与硼酸和氧化锌中的其中一种物质先混和，然后再加入另外一种物质，使得硼酸和氧化锌反应时2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O原位生成在三元材料表面。