【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰離子電池電極材料，尤其涉及一種帶有表面涂層的高鎳三元正極材料、其制備方法和鋰離子電池。
技術介紹
1、本專利技術
技術介紹
中公開的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
2、鋰離子電池憑借其較高的能量密度、優異的循環壽命、無記憶效應、安全環保等優點在可充電電池中占據了最大的市場份額，正極材料作為鋰離子電池的核心材料之一，對電池的最終性能起著至關重要的作用。與傳統的正極材料(如層狀結構型正極材料licoo2、尖晶石結構型正極材料limn2o4，橄欖石結構型正極材料lifepo4)相比，三元正極材料(linixcoymn1-x-yo2，linixcoyal1-x-yo2)因其較高的脫鋰比容量和較低的成本優勢在眾多正極材料中脫穎而出，然而，隨著ni含量的提高，尤其是當ni含量超過80％后，會引發一系列問題，例如循環過程中發生不可逆相變、陽離子混排、表面殘堿、微裂紋、產氣等。
3、為了解決隨著ni含量提升所帶來的一系列問題，通常采用表面包覆來改善高鎳正極材料的性能，但是包覆物的種類較多，以及包覆量的選取都會對正極材料性能產生較大的影響。目前針對ni含量高于80％的高鎳正極材料包覆的報道較少，且現有的方法難以同時滿足高放電比容量和長循環穩定性。因此，如何提供一種對高鎳正極材料包覆的方法，使其應用于鋰離子電池時在保持高放電比容量的同時具有良好的循環穩定性，是亟待解決的問題。
技術實
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種帶有表面涂層的高鎳三元正極材料、其制備方法和鋰離子電池，本專利技術所提供的帶有表面涂層的高鎳三元正極材料在應用時具有良好的循環穩定性，且保持了較高的放電比容量。
2、第一方面，本專利技術提供了一種帶有表面涂層的高鎳三元正極材料的制備方法，包括如下步驟：
3、s1、將高鎳前驅體nixcoymn1-x-y(oh)2與鋰源混合后進行燒結，得到高鎳鋰離子層狀氧化物；其中，0.7≤x＜1，0＜y＜0.3；
4、s2、將所述高鎳鋰離子層狀氧化物與鈦源、鈷源進行干混，然后進行燒結，燒結結束后以15～30℃/min的速率進行降溫，即得。
5、優選的，所述高鎳前驅體nixcoymn1-x-y(oh)2中的ni、co和mn元素的總摩爾量與鋰源中的li元素的摩爾量之比為1:(1.01～1.08)。
6、優選的，所述鋰源選自氫氧化鋰、碳酸鋰、醋酸鋰、草酸鋰或檸檬酸鋰中的一種或多種。
7、優選的，步驟s1中，所述燒結的溫度為450～800℃，燒結的時間為15～25h；燒結過程在含氧氣氛下進行。
8、進一步的，步驟s1中的燒結過程具體為：以1～5℃/min的升溫速率升溫至450～550℃，燒結3～8h；然后以1～5℃/min的升溫速率升溫至600～800℃，燒結10～20h。
9、優選的，所述鈦源選自tio2、ti(oh)4、ticl4、c12h28o4ti或tic中的一種或多種；所述鈷源選自co(oh)2、coooh、(ch3co2)2co、coso4、coco3或co3o4中的一種或多種。
10、優選的，所述鈦源中的ti元素含量為1500～2500ppm，鈦源和鈷源中的ti元素和co元素的摩爾比為1:(0.8～1.2)。
11、優選的，步驟s2中，所述燒結的溫度為500～800℃，燒結的時間為8～15h；燒結過程在含氧氣氛下進行。
12、第二方面，本專利技術提供了上述制備方法制備得到的帶有表面涂層的高鎳三元正極材料。
13、第三方面，本專利技術提供了一種鋰離子電池，包括正極、負極、隔膜和電解液，所述正極包括上述帶有表面涂層的高鎳三元正極材料。
14、與現有技術相比，本專利技術取得了以下有益效果：
15、本專利技術通過在高鎳三元正極材料表面引入ti源和co源，ti源和co源在高溫固相反應下原位構建cotio3導電涂層，在燒結完成后進行快速降溫，避免了ti和co元素進一步擴散進入晶格，從而避免了容量損失；cotio3憑借自身良好的熱穩定性和導電性，一方面可以有效抑制電極材料與電解液的界面副反應，阻止表面侵蝕，另一方面大大提升了材料的電導率，減小循環過程中電荷轉移阻抗，提升材料的倍率性能。將本專利技術提供的帶有表面涂層的高鎳三元正極材料應用于鋰離子電池時，具有高離子電導率和放電比容量，同時具有良好的循環穩定性。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種帶有表面涂層的高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述高鎳前驅體NixCoyMn1-x-y(OH)2中的Ni、Co和Mn元素的總摩爾量與鋰源中的Li元素的摩爾量之比為1:(1.01～1.08)。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋰源選自氫氧化鋰、碳酸鋰、醋酸鋰、草酸鋰或檸檬酸鋰中的一種或多種。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述燒結的溫度為450～800℃，燒結的時間為15～25h；燒結過程在含氧氣氛下進行。
5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中的燒結過程具體為：以1～5℃/min的升溫速率升溫至450～550℃，燒結3～8h；然后以1～5℃/min的升溫速率升溫至600～800℃，燒結10～20h。
6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鈦源選自TiO2、Ti(OH)4、TiCl4、C12H28O4Ti或TiC中的一種或多種；所述鈷源選自Co(OH)2、CoOOH、(CH3CO2
7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鈦源中的Ti元素含量為1500～2500ppm，鈦源和鈷源中的Ti元素和Co元素的摩爾比為1:(0.8～1.2)。
8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述燒結的溫度為500～800℃，燒結的時間為8～15h；燒結過程在含氧氣氛下進行。
9.如權利要求1～8任一項所述的制備方法制備得到的帶有表面涂層的高鎳三元正極材料。
10.一種鋰離子電池，包括正極、負極、隔膜和電解液，其特征在于，所述正極包括權利要求9所述的帶有表面涂層的高鎳三元正極材料。
...【技術特征摘要】
1.一種帶有表面涂層的高鎳三元正極材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述高鎳前驅體nixcoymn1-x-y(oh)2中的ni、co和mn元素的總摩爾量與鋰源中的li元素的摩爾量之比為1:(1.01～1.08)。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋰源選自氫氧化鋰、碳酸鋰、醋酸鋰、草酸鋰或檸檬酸鋰中的一種或多種。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述燒結的溫度為450～800℃，燒結的時間為15～25h；燒結過程在含氧氣氛下進行。
5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中的燒結過程具體為：以1～5℃/min的升溫速率升溫至450～550℃，燒結3～8h；然后以1～5℃/min的升溫速率升溫至600～800℃，燒結10～20h。
6.如權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：忽小宇，溫美盛，李獻帥，蘇航，
申請(專利權)人：安徽得壹能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。