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一种改性的高比容量高镍三元正极材料及其制备方法


技术摘要:
本发明公开了一种改性的高比容量高镍三元正极材料及其制备方法,所述制备方法包括如下步骤:(1)按照固态电解质LATP中各种元素的摩尔比,称量锂盐、铝盐溶于水中,得到澄清透明的溶液;(2)将钛盐加入(1)的溶液中,搅拌,加入柠檬酸,直至得到澄清透明的溶液;(3)加入高  全部
背景技术:
由于能源结构安全和环境保护压力,绿色能源概念逐渐成为全球共识并引起各国 政府及各方研究机构的重视。世界各地政府积极发展节能环保的新能源汽车,而这一行业 的快速发展带动了动力锂离子电池需求的大幅增长。无论是政策导向、市场需求,抑或是技 术发展方向,均对锂离子电池能量密度提出了越来越高的要求。高镍三元材料成为了提升 能量密度的重要技术路线,由于当前高镍产品渗透率低,未来行业需求将维持高速增长,三 元材料高镍化已经成为动力电池材料发展的必然趋势。其中,镍钴锰酸锂三元材料(NCM)具 备可逆比容量高(镍含量高于80%后,比容量可达到200mAh  g-1以上)、材料成本较低、安全 性较好等优点,是动力锂电池首选的正极材料之一,后期潜在需求量较大。然而,继续增加 镍含量来提高比容量,会导致容量快速衰减和循环性能变差。此外,镍含量的增加会导致材 料的结构稳定性和热稳定性变差。因此在镍含量固定的前提下,进一步提升材料的比容量 成为当前的研究热点。 表面包覆被认为是一种简单有效的改善材料的电化学性能的方法,常用的包覆试 剂有氧化物、氟化物等。其中,氧化物常见的有MgO、Al2O3、TiO2、SiO2,性质稳定的金属氧化 物包覆层可提高电极/电解液界面的稳定性,进而改善电极材料的循环性能。AlF3包覆层可 抑制电解液分解和金属离子的溶解,减少活性物质与电解液之间的副反应,稳定三元材料 的晶体结构,进而改善电极材料的安全性能和循环性能。 然而,氧化物和氟化物不具有电化学活性,其锂离子电导率偏低,这种包覆层的存 在会影响锂离子的脱嵌过程,最终导致容量衰减。使用锂离子导体作为包覆层会改善这一 情况。尤其是固态电解质,这类材料具有较高的锂离子电导率,有利于锂离子的脱嵌过程, 还可以降低表面电荷转移阻抗,最终实现电化学性能的明显提升。 Journal  of  Power  Sources(doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.09.082)发表 了一篇利用溶液法将固态电解质LATP包覆在Li1.2Ni0.2Mn0.6O2的文章。基于LATP较高的锂离 子电导率和结构稳定性,成功改善了电极材料的电化学性能,包括比容量、循环性能、倍率 性能。Journal  of  the  American  Chemical  Society(doi:10.1021/jacs.8b03319)利用溶 胶-凝胶法将LATP包覆在NCM622表面,实现了优异的循环性能和倍率性能。然而,包覆后的 NCM622的比容量下降了。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是克服
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