[发明专利]硼磷酸盐与焦磷酸盐包覆改性的前驱体及其制备方法、应用

说明书

本发明属于锂离子电池材料技术领域，主要公开了包覆改性的前驱体及其制备方法。所述前驱体包括基体材料和包覆层，所述基体材料的化学通式为Nisubgt;m/subgt;Mnsubgt;n/subgt;Cosubgt;1‑m‑n/subgt;(OH)subgt;2/subgt;，其中0.5≤m≤0.8，0.2≤n≤0.5；所述包覆层为Msubgt;3/subgt;BPOsubgt;7/subgt;和Msubgt;2/subgt;Psubgt;2/subgt;Osubgt;7/subgt;的复合物，M为Zn、Cu、Mn中的至少一种。制备方法包括以下步骤：取化学计量比的M盐、硼酸和磷酸氢铵固相混合，高温烧结，得到烧结料；将基体材料分散在有机溶剂中，先加入上述烧结料，然后加入焦磷酸和M盐，反应一段时间后，得到上述包覆改性的正极材料的前驱体。另本发明公开了上述前驱体混锂烧结得到的正极材料，也公开了一种锂离子电池。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料技术领域，具体涉及正极材料前驱体的改性。

背景技术

锂离子电池具有高能量密度、高功率、循环寿命长、体积小和重量轻等特点，被广泛应用于便携式电子设备、新能源汽车和固定式能源储存等领域。正极材料是锂离子电池的核心组成部分，影响锂离子电池的容量、寿命、倍率性能、安全性能等方面。动力电池市场商业化应用的NCM、NCA等都属于层状结构，从克容量指标来看，三元正极材料相对于磷酸铁锂、锰酸锂都有比较大的优势。目前，对三元正极材料的研究较多，改性手段也是重点研究范畴。包覆作为重点改性手段之一，能够减小应力，增加液体电解质的润湿性并降低界面电荷转移阻力，减少副反应，从而有效优化正极材料。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种包覆改性的锂离子电池正极材料的前驱体及其制备方法、应用。

为实现上述目的，本发明提供以下具体的技术方案。

首先，本发明提供一种包覆改性的正极材料的前驱体，所述前驱体包括基体材料和包覆层，所述基体材料的化学通式为Ni_mMn_nCo_1-m-n(OH)₂，其中0.5≤m≤0.8，0.2≤n≤0.5；所述包覆层为M₃BPO₇和M₂P₂O₇的复合物，M为Zn、Cu、Mn中的至少一种。

其次，本发明提供上述包覆改性的正极材料的前驱体的制备方法，包括以下步骤：

取化学计量比的M盐、硼酸和磷酸氢铵固相混合，高温烧结，得到烧结料；

将基体材料Ni_mMn_nCo_1-m-n(OH)₂分散在有机溶剂中，先加入上述烧结料，然后加入焦磷酸和M盐，反应一段时间后，得到上述包覆改性的正极材料的前驱体。

在进一步的优选方案中，所述M盐为硝酸盐、乙酸盐、草酸盐、硫酸盐中的至少一种。

在进一步的优选方案中，M盐、硼酸、磷酸氢铵的化学计量摩尔比为3：1.02~1.05：1。

在进一步的优选方案中，所述高温烧结的气氛为氮气或氩气气氛，所述高温烧结的温度为500~1000℃，所述高温烧结的时间为4~10h。

在进一步的优选方案中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇中的至少一种。

在进一步的优选方案中，所述基体材料、烧结料、M盐、焦磷酸的用量摩尔比为1：0.02~0.05：0.04~0.1：0.02~0.05。

在进一步的优选方案中，所述反应的时间为40~120min。

此外，本发明提供一种正极材料，由上述包覆改性的正极材料的前驱体混锂烧结得到。

本发明也提供一种锂离子电池，包含上述正极材料。