[发明专利]一种复合包覆的锂离子正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合包覆的锂离子电池正极材料及其制备方法，所述正极材料以镍钴锰酸锂和/或镍钴铝酸锂为基体，在基体表面包覆有导电包覆层，所述导电包覆层包括锂快离子导体材料，任选地，还包括电子导体材料。所述制备方法如下：1、将锂快离子导体或其制备原料分散于溶剂中，任选地，在溶剂中还分散有电子导体材料或其制备原料，形成导电包覆层溶液；2、将正极材料分散于包覆层溶液中，搅拌，得到混合溶液；3、搅拌混合溶液，并在搅拌下进行蒸干，得到干燥粉末；4、将干燥粉末进行退火，然后依次粉碎、过筛，得到复合包覆的锂离子电池正极材料。本发明所述正极材料不易产生裂纹，且具有较高的电性能；所述方法简单、易于工业化生产。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及锂离子电池正极材料，特别地，涉及一种复合包覆的锂离子电池正极材料及其制备方法。

背景技术

目前市场上常用的锂离子正极材料主要包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和不同配比的三元正极材料。由于成本较高，所以钴酸锂正极材料主要应用于3C类电子产品的电池制作中。在电动车市场中，三元正极材料占有较大比例。

而市场上的三元正极材料的颗粒形貌多为类球形的二次颗粒，是由一次颗粒团聚而成。这种类型的材料在电化学循环过程中，由于一次颗粒之间存在电荷分布不均匀的现象，因此每个一次颗粒会产生不同的应力，体积收缩/膨胀程度不一致。以镍钴铝酸锂为例，随着充放电次数增加，最终导致一次颗粒之间产生裂纹，而裂纹的生成，会使电解液进入裂缝中，反应面积增加；继续进行电化学循环随着循环次数的增加，裂纹不断扩大，甚至贯穿整个二次颗粒，导致二次颗粒断裂甚至破碎，劣化电池性能。

并且，三元正极材料在脱锂状态下Ni⁴⁺非常不稳定，反应性很强，因此，容易引起电极与电解液之间反应产生高的界面内阻，尤其在高镍含量下，因而导致材料容量迅速衰减，循环性能变差，因此，需要在三元正极材料表面进行包覆，阻止电极与电解液之间的反应。

在现有技术中，公开了在三元正极材料表面进行金属氧化物包覆，但是金属氧化物导电性差，导致正极材料的导电性能变差，容量有所降低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，在正极材料表面进行包覆，并且包覆材料选自锂快离子导体以及任选的电子导体材料，这样，不仅提高了材料的电性能，而且可以减缓或者防止一次颗粒之间产生裂纹，从而完成本发明。

本发明一方面提供了一种复合包覆的锂离子电池正极材料，具体体现在以下方面：

(1)一种复合包覆的锂离子电池正极材料，其中，所述正极材料以镍钴锰酸锂和/或镍钴铝酸锂为基体，在基体表面包覆有导电包覆层，其中，

所述导电包覆层中包括锂快离子导体材料。

(2)根据上述(1)所述的正极材料，其中，所述导电包覆层中还包括电子导体材料。

(3)根据上述(1)或(2)所述的正极材料，其中，

所述导电包覆层与基体的重量比为(0.1：～1.0)：100，优选为(0.1～0.8):100，更优选为(0.2～0.5):100；和/或

所述电子导体材料与锂快离子导体材料的重量比为(0.5～10):1，优选为(1～8):1，更优选为(2～6):1；和/或

所述导电包覆层的厚度为1～100nm，优选为2～50nm，更优选为3～20nm。