技术摘要：
本发明属于锂离子电池电极材料技术领域，特别涉及一种铌掺杂锂离子电池正极材料及其制备方法。本发明提供的铌掺杂锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：将锂离子电池正极材料的共沉淀前驱体、磷酸氧铌和含锂化合物混合，得到固相混合物；所述锂离子电池正极材  全部
背景技术：
锂离子电池因其能量密度高、环境污染小等优点得到了广泛应用，尤其是车用动 力电池近年来发展迅速。镍钴锰三元材料(NCM材料)因具有较高的比能量而日益受到关注， 但其电极材料结构劣化导致的电化学性能下降及热稳定性差等问题仍然比较严重。现有技 术主要通过掺杂、包覆、改变材料微观形态等手段来解决这些问题。尤其是通过掺杂引入其 它元素，可以弥补已有材料的部分缺陷，起到稳定材料结构的作用。 已知将铌引入镍钴锰三元材料可以提高正极材料稳定性、扩展Li 嵌入/脱出通道 及降低阳离子混排程度，从而提高材料性能。目前已经有一些关于铌掺杂的报道，主要是使 用五氧化二铌作为掺杂原料与前驱体混合，在常压下煅烧进行掺杂改性，但改性效果欠佳。 如中国专利CN107565122A中铌掺杂NCM材料在循环80次后容量保持率为92.3％；中国专利 CN107910549A中铌掺杂LiNi0.8Co0.2O2正极材料在循环100次后容量保持率为86.3％；中国 专利CN108199027A中铌掺杂LiNi0.7Mn0.3O2正极材料循环50次后容量从约170mAh/g降到约 155mAh/g，保持率为91.2％。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铌掺杂锂离子电池正极材料及其制备方 法，由本发明提供的制备方法得到的铌掺杂锂离子电池正极材料，具有良好的结构稳定性 和循环性能，电化学性能优异。 为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案： 本发明提供了一种铌掺杂锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤： 将锂离子电池正极材料的共沉淀前驱体、磷酸氧铌和含锂化合物混合，得到固相 混合物；所述锂离子电池正极材料包括镍基二元正极材料或镍基三元正极材料； 将所述固相混合物在高压氧气中进行煅烧，得到铌掺杂锂离子电池正极材料； 所述高压氧气的压强为20～100atm。 优选的，所述共沉淀前驱体、磷酸氧铌和含锂化合物的粒径独立地为10～20μm。 优选的，所述共沉淀前驱体与磷酸氧铌的物质的量比为1：(0.005～0.05)。 优选的，所述共沉淀前驱体为NixM1-x(OH) 2、NixM1-xCO3、NiyCozA1-y-z(OH) 2或 NiyCozA1-y-zCO3； M＝Co、Mn或Mg，0.05≤x≤0.95； A＝Mn、Mg或Al，0.05≤y≤0.95，0.05≤z≤0.95，y z<1。 优选的，所述含锂化合物为氢氧化锂或碳酸锂。 优选的，以锂元素的摩尔量计，所述混合物中含锂化合物的物质的量为所述锂离 3 CN 111584872 A 说　明　书 2/6 页 子电池正极材料中锂元素过量5～10％。 优选的，所述煅烧包括依次进行的预烧结和烧结； 所述预烧结的温度为450～550℃，时间为3～5h； 所述烧结的温度为750～850℃，时间为10～15h。 本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的铌掺杂锂离子电池正极 材料，包括锂离子电池正极材料和掺杂的铌；所述锂离子电池正极材料为LiNixM1-xO2或 LiNiyCozA1-y-zO2； M＝Co、Mn或Mg，0.05≤x≤0.95； A＝Mn、Mg或Al，0.05≤y≤0.95，0.05≤z≤0.95，y z<1。 优选的，以摩尔百分含量计，所述铌掺杂锂离子电池正极材料中铌的掺杂量为0.5 ～5％。 本发明提供了一种铌掺杂锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：将锂 离子电池正极材料的共沉淀前驱体、磷酸氧铌和含锂化合物混合，得到固相混合物；所述锂 离子电池正极材料包括镍基二元正极材料或镍基三元正极材料；将所述固相混合物在高压 氧气中进行煅烧，得到铌掺杂锂离子电池正极材料；所述高压氧气的压强为20～100atm。本 发明在高压氧气条件下，共沉淀前驱体的晶格中的O会吸收能量形成更多的氧缺陷，增加氧 空位；同时，磷酸氧铌会形成Nb(O2)0.5PO4，促进Nb-O断裂，形成更多的(O2)0.5，有利于释放出 高活性的Nb5 并渗透到锂离子电池正极材料的晶格中的氧空位中，实现充分掺杂，并保证掺 杂结构稳定性，有利于铌掺杂改性对所述铌掺杂锂离子电池正极材料高容量保持率的电化 学性能提高。 实施例测试结果表明，以本发明提供的制备方法得到的铌掺杂锂离子电池正极材 料制备的锂离子电池，在500次充放电循环后容量保持率为92.3～94.2％，说明由本发明提 供的制备方法得到的铌掺杂锂离子电池正极材料的循环稳定性高。 附图说明 图1为本发明实施例1制备的铌掺杂锂离子电池正极材料与对比例1制备的无掺杂 正极材料的XRD图； 图2为本发明实施例1制备的铌掺杂锂离子电池正极材料与对比例1制备的无掺杂 正极材料的循环性能图； 图3为本发明实施例2制备的铌掺杂锂离子电池正极材料与对比例2制备的无掺杂 正极材料的循环性能图； 图4为本发明实施例3制备的铌掺杂锂离子电池正极材料与对比例3制备的无掺杂 正极材料的循环性能图。