[发明专利]一种提高电化学性能的锂离子电池正极材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种提高电化学性能的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处理技术领域。该正极材料，是通过在正极材料前驱体表面进行处理，采用简单的固相法和高温固相烧结反应制得；前驱体处理洗涤干燥后和LiOH·H2O研磨混匀，将得到的混合物，以3℃～5℃/分钟的升温速率，升温至400℃，保持5～8小时。再以同样的升温速率升温至温至700～1000℃，煅烧12～24小时，自然冷却至室温。本发明制备的正极材料相比于前驱体没有经过处理得到的正极材料，在电池比容量、循环稳定性、倍率性能和高温性能等方面都有了很大的提高和改进。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料处理技术领域，特别涉及一种提高电化学性能的锂离子电池正极材料的制备方法。

背景技术

传统化石能源的急剧短缺及其带来的环境污染问题使得世界各国对清洁能源开发迫在眉睫。锂离子电池以其高能量密度、循环寿命长、无记忆效应和环境友好等优点已成为新一代储能体系，并广泛应用于便携式电子设备领域，并且在电动汽车等领域也展现出了巨大的应用前景和市场潜力。

目前，常用锂离子电池正极材料为钴酸锂。但是，钴的价格昂贵，且钴酸锂作为正极材料放电容量较低，这些特点都限制了锂离子电池的发展，尤其难以满足日益增长的电子产品和电动汽车对锂离子电池的需要。而层状镍钴锰复合材料包括二元材料(如LiNi0.5Mn0.5O2、LiNi0.5Co0.5O2等)和三元材料(如LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2等)，由于具有更高的比容量、更低的成本和结构稳定等优点成为最具潜力的正极材料。但是二元材料和三元材料存在首次充放电效率低、平台电压持续降低、倍率性能以及循环稳定性差等问题，这些因素制约了其在电动汽车上的广泛应用。

目前改善这些正极材料循环性能、倍率性能、高温性能等电化学性能的主要方法是包覆(即：在正极材料表面包覆一层氧化物或氟化物等材料)、元素掺杂(如Cr、Ti等金属元素)。这些方法在一定程度上可以改善正极材料的循环稳定性和倍率性能，但是倍率性能的改进效果及电化学容量长期稳定性还不太理想，因此需要开发新型的改进方法。

此外，目前最常用的正极材料的制备方法为将层状镍钴锰复合材料前驱体(如镍钴锰的氢氧化物、氧化物、碳酸盐或草酸盐等)直接与锂盐混合充分研磨后高温烧结。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种提高电化学性能的锂离子电池正极材料的制备方法，该方法提高了正极材料的循环性能、倍率性能、高温性能以及稳定性，而且本制备方法具有过程简单、成本低廉等特点，便于规模化生产。

本发明采用如下技术方案：

一种提高电化学性能的锂离子电池正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：