[发明专利]一种改性高镍材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性高镍材料，所述改性高镍材料包括高镍材料层和包覆高镍材料层的Li₂MnO₃包覆层。本发明还公开了所述改性高镍材料的制备方法。本发明得到的改性高镍材料比容量较高，由其制得的锂离子电池具有较优的循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，具体涉及一种改性高镍材料及其制备方法。

背景技术

随着新能源汽车行业的不断发展，市场发展需要新能源汽车跑得更远、续航里程更长以及能够快速充放电，这就要求锂离子电池具有高能量密度和Li⁺扩散系数。工信部对于下一代锂离子动力电池的能量密度要求达到了300Wh/kg，是目前正在发展的磷酸铁锂动力电池所远不能达到的。而且电池的能量密度主要取决于正极材料的比容量、工作电压，因此，要提高电池的能量密度必然要求电极材料的比容量以及工作电压有大幅度地提升。

目前，已经开发出来的锂离子电池正极材料主要包括：层状正极材料钴酸锂(LiCoO₂)、镍酸锂(LiNiO₂)、锰酸锂(LiMnO₂)、尖晶石型锰酸锂(LiMn₂O₄)、橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO₄)以及容量更高的镍钴酸锂(LiNi_xCo_1-xO₂)、结构更稳定的镍钴锰酸锂(LiNi_xCo_yMn_zO₂)等。其中镍钴酸锂(LiNi_xCo_1-xO₂)以及镍钴锰酸锂(LiNi_xCo_yMn_zO₂，Ni≥0.8)等材料的比容量均在200mAh/g以上，这是因为材料中大量使用的Ni²⁺在循环过程中可以释放出更高的容量；同时因为材料中减少了钴元素的使用还可以降低价格，具有安全和环保性，因此该类材料成为了下一代锂离子电池正极材料的理想之选。

公开号为CN105280885A和CN105810929A的中国专利分别公开了一种改性方法，来降低高镍正极材料的表面残碱，同时缓解过充问题。但这两种方法均没有从提高材料的工作电压的角度来提升材料的能量密度，同时由于高镍材料中Ni³⁺的存在，导致材料对于水分比较敏感，上述两种方法均是以水溶液为基础，通过水洗的方法来降低材料表面残余的Li₂CO₃以及LiOH进而增强材料的加工性能。但是经过退火处理后由于表面贫锂，体相中的Li⁺向表面扩散导致材料晶格中Li/Ni混排加剧，且并不具有可调控性，且制备工艺复杂，成本较高。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种改性高镍材料及其制备方法；本发明得到的改性高镍材料比容量较高，由其制得的锂离子电池具有较优的循环性能。

本发明提出的一种改性高镍材料，所述改性高镍材料包括高镍材料层和包覆高镍材料层的Li₂MnO₃包覆层。

优选地，所述高镍材料的通式为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂；其中，0.8≤x≤1，0≤y≤0.1。

优选地，所述高镍材料层与Li₂MnO₃包覆层的质量比为1：0.005-0.2。

优选地，所述高镍材料层与Li₂MnO₃包覆层的质量比为1：0.01-0.1。

优选地，所述高镍材料层与Li₂MnO₃包覆层的质量比为1：0.05。