偏钛酸锂包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106910881A(43)申请公布日2017.06.30(21)申请号201710195762.5H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2017.03.29(71)申请人山东玉皇新能源科技有限公司地址274000山东省菏泽市开发区闽江路199号(72)发明人彭慧丽宋春华王瑛赵成龙王文阁段丹丹张恩建(74)专利代理机构济南泉城专利商标事务所37218代理人张贵宾(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/485(2010.01)H01M4/525(2010.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称偏钛酸锂包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法(57)摘要本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，特别公开了一种偏钛酸锂包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法。该偏钛酸锂包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征为：将二氧化钛和镍钴铝酸锂粉体同时加入包覆装置中，经过充分分散、吸附和重组，得到固体粉末；将固体粉末放入马弗炉升温，在空气气氛下焙烧，然后自然降温至室温，得到偏钛酸锂包覆的镍钴铝酸锂。本发明采用偏钛酸锂对表面进行包覆，偏钛酸锂作为Li+的导体材料，能够更好地实现Li+的嵌入和脱出，提高材料的循环性能和倍率性能；同时采用偏钛酸锂包覆，以降低NCA对湿度敏感性，减少电极材料与有机电解液的直接接触，进一步改善NCA的结构稳定性，提高材料的安全性。CN106910881ACN106910881A权利要求书1/1页1.一种偏钛酸锂包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征为，包括如下步骤：（1）将二氧化钛和镍钴铝酸锂粉体同时加入包覆装置中，经过充分分散、吸附和重组，使二氧化钛均匀包覆在镍钴铝酸锂粉体表面，样品过400目筛网，得到固体粉末；（2）将固体粉末放入马弗炉以2-10℃/min的升温速度升温至300-700℃，在空气气氛下焙烧，然后自然降温至室温，得到偏钛酸锂包覆的镍钴铝酸锂。2.根据权利要求1所述的偏钛酸锂包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，二氧化钛为锐钛型二氧化钛，镍钴铝酸锂为LiNi0.8Co0.15Al0.05O2。3.根据权利要求1所述的偏钛酸锂包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，二氧化钛和镍钴铝酸锂的质量比为0.001-0.03:1。4.根据权利要求1所述的偏钛酸锂包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，焙烧温度为300-700℃，时间为3-8h。5.根据权利要求3所述的偏钛酸锂包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，二氧化钛和镍钴铝酸锂的质量比为0.005-0.01:1。6.根据权利要求4所述的偏钛酸锂包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，焙烧温度为400-600℃，时间为4-6h。2CN106910881A说明书1/3页偏钛酸锂包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法[0001]（一）技术领域本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，特别涉及一种偏钛酸锂包覆镍钴铝酸锂正极材料的制备方法。[0002]（二）背景技术近年来，随着科学技术的不断进步，用于民用、军用领域电源系统的不断升级换代，人们对于锂离子电池也提出了更高的要求。特别是，大容量、高比能量、长寿命锂离子电池的需求非常迫切，同时，对产品使用环境的要求也越来越苛刻。主流的锂离子电池正极材料主要包括LiCoO2、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2、LiMn2O4、LiFePO4、LiNiO2，在电池体积受到限制的场合，采用类似LiNiO2的高镍体系材料制备的单体电池质量比能量最高。普通的LiNiO2材料虽然比能量高，但其循环性能及安全性能较差，因此，研究人员通过对该类型材料进行多种金属元素的体相掺杂来改进其性能，目前较为普遍的是使用Co元素掺杂，以固相法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等合成的LiNi0.8Co0.2O2，不仅保证了该体系材料较高的比能量，同时使循环性能及安全性能都有了较大幅度提升，此外，Al的掺杂改性同样能达到稳定材料结构，提高其常温、高温循环性能及热稳定性的作用。在此基础上合成的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2材料(简称NCA材料)，综合了Co、Al元素掺杂的优势，在与其他体系材料的对比中，体现了在大容量高比能量电池领域更为明显的优势。[0003]NCA材料在使用过程中仍存在着一些问题，主要有以下两点：(1)充电过程中，由于Ni2+和Li+的半径非常接近，部分Ni2+会占据Li+的空位，发生离子混排，造成材料的不可逆容量损失；(2)材料中的Ni在处于高氧化态时(Ni3+或Ni4+)具有很强的不稳定