【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体涉及一种三元锂电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池正极材料通常选用电极电势较高的含锂化合物，含锂化合物主要包括层状结构的锂金属氧化物、尖晶石结构材料和聚阴离子型磷酸盐系化合物。锂离子电池的充放电依靠锂离子在正负极之间的反复嵌脱实现。
2、对于锂离子电池的三元正极材料，随着镍含量的增高，材料的比容量也随之升高，但是由于ni2+半径和li2+具有相近的离子半径，锂层和金属层之间易产生阳离子混排现象，材料的倍率性能也随之恶化，此外为了得到有序的层状结构材料，往往在其混锂烧结制备过程中加入过量锂源，因此三元锂电池正极材料lini1-x-ycoxmnyo2表面存在锂残渣，锂残渣会与空气中的h2o和co2发生反应，生成lico3和lioh，进一步恶化锂电池的性能倍率。
3、现有技术主要是通过在三元氧化物正极材料掺杂阳离子，降低锂离子迁移的活化能，或者在正极材料表面设置包覆层，隔绝材料活性物质与空气、电解液之间的直接接触，从而提高材料的循环稳定性，但是如何在构筑有效包覆层的同时，促进锂离子的传输和提高电池正极材料的导电性仍是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种三元锂电池正极材料及其制备方法，是通过在基体材料内部掺杂mg2+、外部包覆掺杂na+，混合阳离子增大锂层间距，从而降低材料中的锂镍混排程度，另一方面，通过对电极材料进行包覆，提高材料的循环稳定性，此外设置的包覆材料预先进行交联、掺杂，提高薄
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种三元锂电池正极材料，所述正极材料为苯磺酸钠-微交联聚吡咯包覆的高镍正极材料。
3、进一步地，所述苯磺酸钠-微交联聚吡咯包覆的高镍正极材料的制备方法，包括如下步骤：
4、a1、苯磺酸钠粉末溶解于乙醇，得到苯磺酸钠溶液；后加入微交联聚吡咯衍生物，得到苯磺酸钠-微交联聚吡咯衍生物的共混溶液；
5、a2、将苯磺酸钠-微交联聚吡咯衍生物的共混溶液采用乙醇稀释，加热搅拌，得到混合溶液；
6、a3、将基体材料倒入混合溶液中，升高温度、加热搅拌，直至生成凝胶状固体；
7、a4、刮出凝胶状固体，真空干燥，得到块状固体；将块状固体研磨，得到三元锂电池正极材料。
8、采用苯磺酸钠和交联后的聚吡咯作为包覆材料，一方面是利用了聚吡咯构建导电薄膜网络；另一方面，苯磺酸钠中的苯磺酸跟作为阴离子基团，可以提高包覆材料的导电性。此外，分解出的na+可以渗透到三元锂电池正极材料内部。由于阳离子na+的离子半径大于li+的离子半径，na+掺杂能够有效增大锂层间距，也可以进一步协助降低材料中的锂镍混排程度。
9、进一步地，所述苯磺酸钠-微交联聚吡咯衍生物以吡咯和对羟基苯基醛为线性单体，以对苯二甲醛为交联单体制备得到。
10、聚吡咯作为三元锂电池正极材料的包覆材料时，预先进行微交联处理。以吡咯、对羟基苯甲醛作为线性骨架，对苯二甲醛为交联单体，从而得到微交联聚吡咯衍生物。
11、进一步地，所述a1中，苯磺酸钠粉末和微交联聚吡咯衍生物的质量比为(30-40)g:40g。
12、进一步地，所述基体材料为掺杂mg2+的lini(1-x-y)coxmnyo2。
13、进一步地，所述lini(1-x-y)coxmnyo2具体包括lini0.5co0.2mn0.3o2、lini0.6co0.2mn0.2o2或lini0.8co0.1mn0.1o2。
14、本专利技术设计的锂离子电池正极材料为三元材料lini(1-x-y)coxmnyo2。其中，作为高镍三元材料，镍含量大于50％；上述基体材料具体类型为lini0.5co0.2mn0.3o2、lini0.6co0.2mn0.2o2和lini0.8co0.1mn0.1o2。
15、在上述选择制备的基体材料中掺入mg2+，由于mg2+的离子半径和li+、ni+具有相似的离子半径，从而使得mg2+进入锂层，扩大锂层间距。当mg2+掺入时。ni在li层占位率明显降低，有效降低了材料的阳离子混排程度，提升材料的有序度。
16、进一步地，所述前驱体lini1-x-ycoxmnyo2和mgo按照重量比1:0.01-0.05组成。
17、进一步地，所述真空干燥的温度为80-85℃、真空干燥的压力为0.1mpa、真空干燥的时间为3-4h。
18、本专利技术具备下述有益效果：
19、1、本专利技术设计的三元锂电池正极材料为高镍三元材料，通过表面包覆，可以减少材料活性物质和电解液之间的直接接触，抑制界面副反应的发生，进而改善材料的电化学性能。本专利技术制备的包覆材料为利用对羟基苯基醛和对苯二甲醛得到的微交联后的聚吡咯；聚吡咯作为导电薄膜网络密度大；此外，阴离子基团苯磺酸根掺杂在聚吡咯结构上，进一步提高包覆层聚吡咯的导电性。
20、2、包覆材料中掺杂苯磺酸钠。在苯磺酸钠中，阳离子na+的离子半径大于li+的离子半径，na+掺杂能够有效增大锂层间距，降低材料中的锂镍混排程度。
21、3、三元锂电池的的电池能量大，但是材料在高电压下会脱出更多的锂离子，同时伴随着晶体结构的转变，导致材料表面抗阻增加，电化学性能急剧恶化。通过在过渡金属位置引入mg原子，使得材料的晶体结构发生微变，可以有效的改善材料的稳定性和电导率等诸多性质，进而获得更佳的循环性能和倍率性能。此外，mg2+的离子半径和li+、ni+具有相似的离子半径，在脱锂量逐渐增加、电压逐渐增高的过程中，mg2+的支柱作用能够改善材料的结构可逆性。
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1.一种三元锂电池正极材料，其特征在于，所述正极材料具体为苯磺酸钠-微交联聚吡咯包覆的高镍正极材料。
2.根据权利要求1所述的三元锂电池正极材料，其特征在于，所述苯磺酸钠-微交联聚吡咯包覆的高镍正极材料的制备方法，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的三元锂电池正极材料，其特征在于，所述苯磺酸钠-微交联聚吡咯衍生物以吡咯和对羟基苯基醛为线性单体，以对苯二甲醛为交联单体制备得到。
4.根据权利要求2所述的三元锂电池正极材料，其特征在于，所述A1中，苯磺酸钠粉末和微交联聚吡咯衍生物的质量比为30-40g:40g。
5.根据权利要求2所述的三元锂电池正极材料，其特征在于，所述基体材料为掺杂Mg2+的LiNi(1-x-y)CoxMnyO2。
6.根据权利要求5所述的三元锂电池正极材料，其特征在于，所述LiNi(1-x-y)CoxMnyO2具体为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2或LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2。
7.根据权利要求5所述的三元锂电池正极材料，其特征在
8.根据权利要求2所述的三元锂电池正极材料，其特征在于，所述真空干燥的温度为80-85℃、真空干燥的压力为0.1MPa、真空干燥的时间为3-4h。
...【技术特征摘要】
1.一种三元锂电池正极材料，其特征在于，所述正极材料具体为苯磺酸钠-微交联聚吡咯包覆的高镍正极材料。
2.根据权利要求1所述的三元锂电池正极材料，其特征在于，所述苯磺酸钠-微交联聚吡咯包覆的高镍正极材料的制备方法，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的三元锂电池正极材料，其特征在于，所述苯磺酸钠-微交联聚吡咯衍生物以吡咯和对羟基苯基醛为线性单体，以对苯二甲醛为交联单体制备得到。
4.根据权利要求2所述的三元锂电池正极材料，其特征在于，所述a1中，苯磺酸钠粉末和微交联聚吡咯衍生物的质量比为30-40g:40g。
5.根据权利要求2所述的三元锂电池正极材料，其特征在于，所述基...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱建楠，姚送送，耿樊辉，叶根兵，
申请(专利权)人：安徽南都华铂新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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