一种含钇化合物改性锂离子电池正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种含钇化合物改性锂离子电池正极材料及其制备方法和应用，属于锂离子电池正极材料制备技术领域。本发明专利技术将钇化合物分散液、络合剂和正材料进行混合，干燥后进行变温度场加热处理，实现钇对正极材料的表面改性和体相梯度掺杂的改性。本发明专利技术通过调节升温速率构建变温度场，使钇离子向正极材料内扩散，实现正极材料表面钇含量高、内部含量低的梯度掺杂，并利用钇离子和晶格氧较强的化学键合作用提高结构稳定性，提升表面Co<supgt;3+</supgt;含量，降低表面O缺陷分布，抑制电极‑电解液界面副反应。且内部掺杂的钇可有效调节局域电子结构形成内建电场，进而提升电子电导率和Li<supgt;+</supgt;离子迁移率，显著提升改性正极材料在高电压下的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含钇化合物改性锂离子电池正极材料及其制备方法和应用，属于锂离子电池正极材料制备。

技术介绍

1、锂离子电池自上世纪九十年代商业化以来，以其容量高、稳定性好、无记忆效应等优点而备受瞩目，在移动通讯数码电子、新能源汽车、智能电网等领域有着较为广泛的应用。相比于石墨负极材料300mah/g以上的比容量，现有与之匹配的商用正极材料，如钴酸锂、高镍三元正极材料(ncm、nca)的比容量较低，成为制约锂离子电池容量和能量密度的关键。提高正极材料的工作电压是提升材料比容量最直接有效的方法，同时也能提高全电池能量密度。然而，电池在高电压条件下工作时，正极材料面临诸多问题。在高荷电态(sco)下，正极材料脱锂严重，会造成过渡金属离子迁移和晶格氧的氧化析出，导致材料结构发生不可逆相变；同时高电压条件下的电解液-电极界面副反应加剧，进一步导致材料表面晶格氧释放，导致过渡金属离子迁移甚至溶出，同时伴随电池胀气现象，导致电池容量、循环稳定性及安全性急剧下降。

2、钴酸锂是最早商业化的锂离子电池正极材料，振实密度高，稳定性好、体积比能量优势明显且工艺成熟本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种正极材料的修饰改性方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的正极材料的修饰改性方法，其特征在于，S1中钇化合物为四水合硝酸钇、硝酸钇六水合物、纳米氧化钇、氟化钇、碘化钇、硫化钇、异丙醇钇、磷酸钇、无水氯化钇、溴化钇、偏磷酸钇、硼酸钇、醋酸钇水合物、三氟甲磺酸钇、氢化钇、水合碳酸钇、氯化钇六水合物、环烷酸钇、高氯酸钇、钇铝氧化物、钡钇氧化钨、钡钇氧化钨、磷酸钇水合物、丁醇钇溶液、钇钡铜氧化物、九水合草酸钇、乙酰丙酮钇水合物、三水合碳酸钇、2-乙基己酸钇、2-甲氧基乙醇钇溶液、三(环戊二烯基)钇、氟化钇钠、镱和铒掺杂、三氟甲烷磺酸钇(III)水合物、三(乙基环戊二...

【技术特征摘要】

1.一种正极材料的修饰改性方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的正极材料的修饰改性方法，其特征在于，s1中钇化合物为四水合硝酸钇、硝酸钇六水合物、纳米氧化钇、氟化钇、碘化钇、硫化钇、异丙醇钇、磷酸钇、无水氯化钇、溴化钇、偏磷酸钇、硼酸钇、醋酸钇水合物、三氟甲磺酸钇、氢化钇、水合碳酸钇、氯化钇六水合物、环烷酸钇、高氯酸钇、钇铝氧化物、钡钇氧化钨、钡钇氧化钨、磷酸钇水合物、丁醇钇溶液、钇钡铜氧化物、九水合草酸钇、乙酰丙酮钇水合物、三水合碳酸钇、2-乙基己酸钇、2-甲氧基乙醇钇溶液、三(环戊二烯基)钇、氟化钇钠、镱和铒掺杂、三氟甲烷磺酸钇(iii)水合物、三(乙基环戊二烯基)钇、三(甲基环戊二烯基)钇、三(丁基环戊二烯基)钇、三(正丙基环戊二烯基)钇、三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)钇、三[n,n-双(三甲基甲硅烷基)酰胺]钇、氧化钇、钇钴块、钇铝块中一种或多种混合；s1中溶剂为去离子水、丙酮、乙二醇、或无水乙醇中一种或多种混合。

3.根据权利要求1所述的正极材料的修饰改性方法，其特征在于，s1中络合剂溶液的溶质为edta、edta-2na、edta-4na、nta、蔗糖、柠檬酸、柠檬酸钠、酒石酸、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、庚糖酸盐、葡萄糖酸钠、海藻酸钠、ed...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉林，刘子维，马驰，付传凯，霍华，左朋建，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：