一种改性高镍三元正极材料的制备方法与流程

本发明属于电池领域，特别是一种改性高镍三元正极材料的制备方法。

背景技术：

1、锂离子电池具有高比能量、高充放电效率等优点，发展前景巨大，锂离子电池的正极材料的克容量直接影响了电池的比能量。高镍三元正极材料(linixcoymn(1-x-y)o2,x≥0.8)由于具有容量大、成本低等优点是目前商用锂离子电池的首选正极材料。但高镍三元正极材料在循环过程中特别是高电压循环下的出现的结构退化导致的性能衰减，这在一定程度上限制了高镍三元正极材料的进一步发展。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种改性高镍三元正极材料的制备方法，以可以解决上述问题。

2、一种改性高镍三元正极材料的制备方法，其包括如下步骤：

3、step101：提供高镍三元正极材料和二乙基次膦酸铝，所述高镍三元正极材料与改性剂二乙基次膦酸铝的质量比为100：0.01～5，所述高镍三元正极材料表面附着有碳酸锂；

4、step102：提供一个烧结装置，所述烧结装置里充了烧结气氛；

5、step103：混合所述高镍三元正极材料和二乙基次膦酸铝；

6、step104：将混合后的所述高镍三元正极材料和二乙基次膦酸铝放入所述烧结装置，进行烧结，烧结温度为500℃～800℃，烧结时间为2h～20h，升温速度为0.5℃/min～5℃/min以制备具有包覆层的高镍三元正极材料，所述包覆层由磷酸铝与磷酸锂形成。

7、进一步地，所述高镍三元正极材料为ncm811，所述ncm811的规格为2μm<d50<16μm。

8、进一步地，所述烧结气氛为氧气、空气、氮气、氩气、氢气和氢氩混合气中的一种。

9、进一步地，混合所述高镍三元正极材料和二乙基次膦酸铝的方法为机械混合和球磨混合中的一种。

10、进一步地，在步骤step104中，烧结温度为600℃～700℃。

11、进一步地，在步骤step104中，烧结时间为10h。

12、进一步地，在步骤step104中，升温速度为2℃/min。

13、与现有技术相比，通过在所述高镍三元材料的表面构建稳定的界面层，即所述包覆层，该包覆层由磷酸铝与磷酸锂形成，从而可以有效缓解高镍三元材料在循环过程中的晶体结构退化问题，进而可以有效地延长循环寿命。这主要是由于磷酸盐类化合物应用于高镍三元材料表面修饰时，一方面可以依靠p和o之间较强的共价键而具有稳定的结构，另一方面磷酸盐与残锂化合物在高温下具有一定的反应活性，可以生成具有导锂性质的化合物即磷酸锂，两者参与形成的稳定界面有效隔离了电极材料与电解液的接触，抑制了高镍三元在电化学循环过程中的界面副反应，降低了因电解液分解生成的烷基锂等物质在电极表面产生的阻抗，有效提升循环性能。

技术特征：

1.一种改性高镍三元正极材料的制备方法，其包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述高镍三元正极材料为ncm811，所述ncm811的规格为2μm<d50<16μm。

3.如权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述烧结气氛为氧气、空气、氮气、氩气、氢气和氢氩混合气中的一种。

4.如权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：混合所述高镍三元正极材料和二乙基次膦酸铝的方法为机械混合和球磨混合中的一种。

5.如权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤step104中，烧结温度为600℃～700℃。

6.如权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤step104中，烧结时间为10h。

7.如权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤step104中，升温速度为2℃/min。

技术总结
一种改性高镍三元正极材料的制备方法，其包括如下步骤：提供高镍三元正极材料和二乙基次膦酸铝，所述高镍三元正极材料表面附着有碳酸锂；提供一个烧结装置，所述烧结装置里充了烧结气氛；混合所述高镍三元正极材料和二乙基次膦酸铝；将混合后的所述高镍三元正极材料和二乙基次膦酸铝放入所述烧结装置，进行烧结，烧结温度为500℃～800℃，烧结时间为2h～20h，升温速度为0.5℃/min～5℃/min以制备具有包覆层的高镍三元正极材料，所述包覆层由磷酸铝与磷酸锂形成。通过在所述高镍三元材料的表面构建稳定的界面层，即所述包覆层，该包覆层由磷酸铝与磷酸锂形成，从而可以有效缓解高镍三元材料在循环过程中的晶体结构退化问题，进而可以有效地延长循环寿命。

技术研发人员：笪森寅,杨张萍,施建志,韩珽
受保护的技术使用者：浙江美达瑞新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23