[发明专利]一种金属氧化物包覆锂离子电池正极材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种金属氧化物包覆锂离子电池正极材料的制备方法，属于锂离子电池正极材料技术领域。本发明利用化学沉淀法，通过金属盐在沉淀剂的作用下的沉淀反应将金属氢氧化物包覆在锂离子电池正极材料表面，通过煅烧转化成金属氧化物，形成表面保护层；分两步加入沉淀剂，并控制金属盐溶液的滴加速率，能够避免沉淀反应速度过快导致的包覆不均匀，从而实现金属氧化物在锂离子电池正极材料表面的均匀包覆，以防锂离子电池正极材料受到电解液侵蚀。实验结果表明，通过元素表面分布EDS表征图可以看出，金属氧化物中的金属元素表面分布区域与锂离子电池正极材料中的金属元素分布区域近乎一致，表明包覆情况良好。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，具体涉及一种金属氧化物包覆锂离子电池正极材料的制备方法。

背景技术

近年来，电动汽车作为新能源动力汽车的发展趋势愈发强烈。而锂离子电池由于高比能量、高功率、高循环寿命的特点被广泛用作动力电池，作为电动力车的核心。优秀锂离子电池材料的开发有助于降低电动汽车成本、增加续航里程。大量研究表明，在锂离子电池正极材料表面包覆一层合适的涂层可减少正极材料在循环过程中与电解液的副反应，进一步提高材料的电化学性能。

一些金属氧化物如氧化铌、氧化锰等材料具有良好的电子电导率和理想的锂离子传导速率，被广泛应用于锂离子电池材料的包覆改性。目前，包覆改性的方案一般是通过材料与包覆源物理混合的方式将包覆源粘覆在材料表面，例如中国专利CN114335551A中，利用铟源与正极材料在溶液中的充分混合实现表面包覆；再例如中国专利CN106784675A中利用包覆源与正极材料在混料机中的均匀混合实现表面包覆。这些包覆方法固然操作简便、条件可控，但往往难以使包覆材料均匀覆盖在锂离子电池正极材料表面，导致部分锂离子电池正极材料暴露在电解液中。因此，如何实现金属氧化物在锂离子电池正极材料表面均匀包覆，以防正极材料受到电解液侵蚀成为本领域亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属氧化物包覆锂离子电池正极材料的制备方法。本发明提供的制备方法能够实现金属氧化物在锂离子电池正极材料表面的均匀包覆，防止锂离子电池正极材料受到电解液侵蚀。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种金属氧化物包覆锂离子电池正极材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将含有锂离子电池正极材料的悬浊液与沉淀剂混合，得到悬浊液；

(2)在所述步骤(1)得到的悬浊液中同时滴加金属盐溶液和沉淀剂，进行沉淀反应，得到金属氢氧化物包覆锂离子电池正极材料；所述金属盐溶液的滴加速率为0.1～5mL/min；

(3)将所述步骤(2)得到的金属氢氧化物包覆锂离子电池正极材料煅烧，得到金属氧化物包覆锂离子电池正极材料。

优选地，所述步骤(1)中锂离子电池正极材料为NCM三元正极材料、NCA三元正极材料、锰酸锂、磷酸铁锂和富锂锰基材料中的一种。

优选地，所述步骤(1)和步骤(2)中的沉淀剂为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氨水和尿素溶液中的一种。

优选地，所述步骤(1)中沉淀剂的浓度为1～8mol/L。

优选地，当所述步骤(2)中的金属盐溶液中的金属离子为两种以上时，所述步骤(1)和步骤(2)中还包括加入络合剂。

优选地，所述络合剂为氨水、磺基水杨酸溶液、柠檬酸钾溶液和柠檬酸钠溶液中的一种。

优选地，所述步骤(2)中络合剂与金属盐溶液和沉淀剂同时滴加。

优选地，所述金属盐溶液与络合剂的滴加速率之比为(1～10)：1。

优选地，所述步骤(2)中金属盐溶液的浓度为0.5～4mol/L。