【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及锂电池领域，尤其涉及一种改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，锂离子电池作为一种新型绿色储能装置被广泛应用于消费电子、储能和动力电池等领域。随着纯电动乘用车对续航里程的需求不断提高，镍钴锰三元正极材料因为具有较高的理论比容量而展现出广阔的应用前景。为进一步提升电池的能量密度，三元材料中镍的含量不断提高，高镍三元材料，如lini0.6co0.2mn0.2o2(ncm622)和lini0.8co0.1mn0.1o2(ncm811)等产品，已实现量产。然而，高镍三元材料的高比容量特性是以牺牲热稳定性和安全特性为代价的，其结构稳定性和热稳定性随着镍含量的增加而降低，在高温、过充电、高倍率、机械外力等特殊工况条件下容易过热导致锂电池热失控现象，存在不可忽视的安全隐患。现有研究表明，锂离子电池的热失控主要是由正极材料与电解液的热反应进而引发内部短路所致。当电池因内部短路发热，若不及时限制其放电电流，待热量积累使电池内部温度升高会导致正极材料因发生不可逆相变而分解，释放出o2，o2与电解液瞬间发生剧烈反应，产生大量co2气体，冲破电池壳体而引发爆炸。
2、表面包覆是提高三元正极材料结构稳定性和热稳定性的有效策略之一。通过该方法可在电极材料表面形成保护层，对电极材料起到许多有利作用，如防止正极材料与电解质直接接触而抑制副反应、抑制正极材料的相转变、稳定表面结构以及防止气体析出等。中国专利cn113161547公布了一种包覆ptc(正温度系数)材料的三元正极材料的制备方法，其选取钛酸铋钠作为
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料及其制备方法，解决现有技术中纯钛酸铋钠包覆的三元正极材料对电池在正常工作时的电化学性能和高温时的安全性的提升有限的技术问题。
2、第一方面，本专利技术提供一种改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料，包括：三元正极材料基体和改性钛酸铋钠包覆层，且改性钛酸铋钠的化学式为na0.5bi0.5-δti1-zmzo3-ε；其中，m为mg、zn、cu、la中的一种或几种；0<δ≤0.1，0<z≤0.1，0<ε≤0.25。
3、第二方面，本专利技术提供一种改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、提供三元正极材料和改性钛酸铋钠；
5、s2、将改性钛酸铋钠与三元正极材料混合均匀，然后进行热处理，得到改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料。
6、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
7、本专利技术采用经bi位缺失和低价金属的ti位掺杂的复合改性钛酸铋钠对三元正极材料进行包覆，综合改善三元材料的结构稳定性、界面稳定性、热稳定性和循环性能，显著提高电池在正常工作时的电化学性能和高温时的安全性。
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1.一种改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料，其特征在于，包括：三元正极材料基体和改性钛酸铋钠包覆层，且改性钛酸铋钠的化学式为Na0.5Bi0.5-δTi1-zMzO3-ε；其中，M为Mg、Zn、Cu、La中的一种或几种，0<δ≤0.1，0<z≤0.1，0<ε≤0.25。
2.根据权利要求1所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料为镍钴锰三元正极材料。
3.根据权利要求2所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料的化学通式为LiNi1-x-yCoxMnyO2；其中，0.02≤x+y≤0.67。
4.根据权利要求1所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料，其特征在于，所述改性钛酸铋钠占改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料总质量的0.05％～3.0％。
5.一种如权利要求1～4中任一项所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述三元正极材料通过以下步骤得到：将锂源和三元正
7.根据权利要求5所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述改性钛酸铋钠通过以下步骤得到：
8.根据权利要求7所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述钠源为碳酸钠、氧化钠、氢氧化钠中的一种或几种；所述铋源为氧化铋、氢氧化铋中的一种或几种；所述钛源为二氧化钛；所述掺杂剂为氧化镁、氧化锌、氧化铜、氧化镧中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料的制备方法，其特征在于，将钠源、铋源、钛源和掺杂剂在混料烧结前需在200～400℃烘烤4～6h以去除水分。
10.根据权利要求7所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述第二烧结处理的过程中，气氛为干燥后的空气或氧气，第二目标温度为900～1100℃，升温速率为1～10℃/min，升至第二目标温度后恒温烧结3～12h。
11.根据权利要求7所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料的制备方法，其特征在于，纳米级改性钛酸铋钠粉体的粒径<200nm。
12.根据权利要求5所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述热处理的过程中，气氛为干燥后的空气或氧气，第三目标温度为400～900℃，升温速率为1～10℃/min，升至第三目标温度后恒温3～12h。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料，其特征在于，包括：三元正极材料基体和改性钛酸铋钠包覆层，且改性钛酸铋钠的化学式为na0.5bi0.5-δti1-zmzo3-ε；其中，m为mg、zn、cu、la中的一种或几种，0<δ≤0.1，0<z≤0.1，0<ε≤0.25。
2.根据权利要求1所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料为镍钴锰三元正极材料。
3.根据权利要求2所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料的化学通式为lini1-x-ycoxmnyo2；其中，0.02≤x+y≤0.67。
4.根据权利要求1所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料，其特征在于，所述改性钛酸铋钠占改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料总质量的0.05％～3.0％。
5.一种如权利要求1～4中任一项所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述改性钛酸铋钠包覆的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述三元正极材料通过以下步骤得到：将锂源和三元正极材料前驱体混合均匀，随后进行第一烧结处理，得到三元正极材料；其中，
7.根据权利要求5所述改性钛酸铋钠包覆的三元...
【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，刘海，张坤，彭亚光，金国泉，刘文泽，许鹏云，
申请(专利权)人：青美邦新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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