LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正極材料的TiO2包覆改性

姜華偉 劉亞飛，2 陳彥彬，2

(1.北京當升材料科技股份有限公司，北京 100160；2.礦冶科技集團有限公司，北京 100160)

隨著新能源汽車對能量密度要求的持續提升以及國家對新能源汽車補貼政策的出臺，市場對高比容量的鋰離子電池三元正極材料(LiNi1-x-yCoxMnyO2，NCM)的關注持續高漲，人們對Ni摩爾分數在60%及以上的三元材料的需求量會越來越大。三元材料隨著Ni含量的提高，其放電比容量增加，但結構穩定性和循環壽命變差[1]。為了避免這一點，研究人員一方面通過摻雜來改善材料的電化學穩定性，另一方面可在材料表面進行包覆改性改善其循環壽命。表面包覆物一般會消耗表面殘余堿，并減少材料本體與電解液接觸引發的副反應，增加表界面結構的穩定性，從而改善高鎳三元材料的存儲性能和循環壽命。

包覆元素和物質結構不同，包覆作用差異較大，因此需要針對動力電池的具體要求進行對應的材料包覆設計。通常情況下，包覆的材料應具有比較穩定的化學結構以及一定的電子、離子電導性。常用的包覆材料一般分為單質包覆、氧化物包覆、氟化物包覆和磷酸鹽包覆等。HALL等[2]研究了Al2O3包覆對材料性能的影響，他們通過實驗并采用新密度泛函理論計算，提出了一種新觀點：電解液中的LiPF6與Al2O3包覆后形成的表面材料反應生成了LiPO2F2，生成物LiPO2F2是一種常見的電解液添加劑，它的存在有助于減少電解液中生成的HF對電極基體的腐蝕，從而改善了NCM或NCA材料的穩定性和循環壽命。……