[发明专利]一种LiB(OH)4

说明书

本发明属于锂离子电池正极材料制备领域，具体涉及一种LiB(OH)₄包覆高镍三元镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。本发明通过在液相条件下使得硼酸和氢氧化锂合成LiB(OH)₄，然后加入高镍三元正极材料后并加热蒸干，随着溶剂的流失，LiB(OH)₄会在高镍三元正极材料表面结晶，均匀的包覆在高镍三元正极材料表面。有效避免直接使用硼酸包覆时，硼酸会和材料表面的残碱生成LiB(OH)₄，而LiB(OH)₄容易团聚，硬度较高，会导致包覆不均匀，且多余的硼酸烧结后会变成B₂O₃的现象。最后还可以通过烧结材料表面的LiB(OH)₄分解变成Li₃BO₃，经烧结后的Li₃BO₃也能够均匀的包覆在材料表面上，增加材料的循环性能，且拥有良好的离子电导率，并能在一定程度上提升材料的容量，性能明显优于直接使用Li₃BO₃包覆的正极材料。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料制备领域，具体涉及一种LiB(OH)₄包覆高镍三元镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，锂离子电池已经逐步替代石油并成为广泛应用的新能源，它有着比容量高、自放电小、对环境无污染等优点，但随着便携式电子设备、电动汽车以及可再生能源的飞速发展，传统的锂离子电池已经无法满足日益增长的需求，因此，现在对电池的质量能量密度、体积能量密度和循环稳定性有了更高的要求。目前锂离子电池材料中三元材料由于其高能量密度和高稳定性，使其实际应用最为广泛，三元正极材料成为未来很有发展潜力的正极材料之一。

高镍三元镍钴锰酸锂正极材料由于其能量密度高，是未来锂离子电池发展的趋势。但是其仍然存在一些缺陷，由于高镍三元材料镍含量高，钴含量低，在充放电过程中容量衰减较快、倍率性能差、常温和高温循环性能差等，极大程度上阻碍了其大规模应用。现在领域内通常采用掺杂和包覆来对高镍三元正极材料进行改性，来稳定其结构，减弱Li/Ni阳离子混排的发生。表面包覆是常用的改性方法，包覆改性主要是通过减少正极材料与电解液的接触面积，对材料的表面进行保护和优化，来改善其循环性能，而且也不会改变材料本身的结构。

现在主流的包覆方法采用固相包覆，包覆物主要为氧化物、氟化物和磷酸盐等，但这些包覆方法会降低材料的离子电导率，包覆剂在材料表面团聚导致包覆不均匀，甚至降低材料的容量发挥。因此，本发明通过液相法在材料表面反应生成LiB(OH)₄，并包覆在材料表面上，通过后续的烧结使LiB(OH)₄转变成Li₃BO₃均匀的分散在材料表面上，减少材料与电解液的接触面积，减少副反应的发生，提升材料的循环性能，并且Li₃BO₃具有良好的离子电导率，减少电池的极化，并在一定程度上提升材料的容量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LiB(OH)₄包覆高镍三元镍钴锰酸锂正极材料的制备方法。本发明所述的制备方法是将硼酸、氢氧化锂液相混合后再加入高镍三元正极材料充分加热搅拌、烘干、过筛，得到LiB(OH)₄包覆的高镍三元镍钴锰酸锂正极材料，将上述混合物进行烧结、过筛后得到包覆均匀、长循环、高容量、低电阻的高镍三元正极材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种LiB(OH)₄包覆高镍三元镍钴锰酸锂正极材料的制备方法，所述的方法是在溶剂中将硼酸、氢氧化锂和高镍三元正极材料混合，并在加热条件下搅拌一定时间去除溶剂，得到混合物，混合物烘干后得到LiB(OH)₄均匀包覆的高镍三元镍钴锰酸锂正极材料；更优选经烧结后得到Li₃BO₃均匀包覆的高镍三元镍钴锰酸锂正极材料。