[发明专利]一种过渡金属掺杂的混合离子/电子导体界面层包覆的高镍无钴正极材料

说明书

一种过渡金属掺杂的混合离子/电子导体界面层包覆的高镍无钴正极材料，所述过渡金属掺杂的混合离子/电子导体界面层的化学式为Lisubgt;a/subgt;Msubgt;b/subgt;Nsubgt;c/subgt;Osubgt;d/subgt;，其中M为V、Fe、Ni、Co、Cu中的一种，N为Al、Zr、Sn、Si中的一种，a的值为1或者2，0＜b≤0.5，0.5≤c＜1，2≤d≤3。本发明减少了高镍无钴材料表面残锂的形成。解决了高镍无钴正极材料在电化学过程中发生的结构坍塌和容量衰减较快的问题，所得正极材料循环稳定性好，可逆容量高。

技术领域

本发明涉及一种混合离子/电子导体界面层包覆的高镍正极材料，具体涉及一种过渡金属掺杂的混合离子/电子导体界面层包覆的高镍正极材料。

背景技术

近年来，伴随着新能源汽车产业快速发展，高能量密度锂离子电池成为当下动力电池的研究重点，而能量密度的提升关键在于正极材料的开发。目前研究最为广泛的正极材料主要是三元材料。按照镍盐、钴盐、锰（铝）盐的不同比例，主要分为NCM333、NCM523、NCM622、NCM811、NCA等型号。在三元材料成本构成中，钴材料成本占比较大。为降低锂电池成本，正极材料将向着高镍、低钴或无钴化的方向发展。以目前市场产品型号为例，从NCM523、NCM622到NCM811以及正在研发中的9系三元材料，镍含量持续提升，钴含量一直在降低，在提升锂电池能量密度的同时，有效降低三元材料对钴金属的依赖，满足降低锂电池成本和新能源汽车长续航里程的需求。高镍无钴材料自身的结构稳定性不佳，需要协同复合或者掺杂等表面修饰技术来解决材料在容量、结构、循环等方面的问题。

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，提供一种循环稳定性好的过渡金属掺杂的混合离子/电子导体界面层包覆的高镍无钴正极材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种过渡金属掺杂的混合离子/电子导体界面层包覆的高镍无钴正极材料，所述过渡金属掺杂的混合离子/电子导体界面层的化学式为Li_aM_bN_cO_d，其中M为V、Fe、Ni、Co、Cu中的一种，N为Al、Zr、Sn、Si中的一种，a的值为1或者2，0＜b≤0.5，0.5≤c＜1，2≤d≤3。

通过采用上述技术方案，获得了一种包覆改性的高镍无钴正极材料。

优选地，所述高镍无钴正极材料的化学式为LiNi_xX_1-xO₂，其中X为Mn、Fe中的一种或两种，x的范围为0.8≤x≤0.98。

通过采用上述技术方案，获得了一种包覆改性的高镍无钴正极材料。

优选地，所述过渡金属掺杂的混合离子/电子导体界面层与高镍无钴正极材料的摩尔比为0.01-0.08：1。

通过采用上述技术方案，获得了一种包覆改性的高镍无钴正极材料。

优选地，所述过渡金属掺杂的混合离子/电子导体界面层包覆的高镍无钴正极材料的制备方法包括以下步骤：

（1）将锂源、M源、N源在高温高压条件下反应，得Li_aM_bN_cO_d材料；

（2）将处在步骤（1）所述高温高压条件下的所述Li_aM_bN_cO_d材料，喷淋至高镍无钴正极材料前驱体上，混合均匀，得复合物；

（3）将所述复合物与锂源混合，烧结，得过渡金属掺杂的混合离子/电子导体界面层包覆的高镍无钴正极材料。