【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种电池正极组合物及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池因无记忆效应、能量密度高、环境友好等优势，已成为便携式电子产品、储能系统和新能源汽车等领域的主要电源。在锂离子电池的各个组成部件中，正极材料在成本、安全性、能量密度等核心指标中起着决定性作用。因此，优化正极材料是提升锂离子电池性能的关键。
2、在正极材料领域，高镍材料linixm1-xo2（x≥0.6，m=mn，co，al等）凭借比容量高和成本较低等优势，受到研究者的关注并成为研究热点，被认为是现阶段理想的锂离子动力电池正极材料。然而，高镍材料随着镍含量的不断增加，正极材料中阳离子的混排现象也越来越严重，造成电池容量下降，此外，高镍材料表面的锂残留和高镍材料与电解质之间严重的副反应造成锂离子电池电化学性能和安全性能变差，微裂纹的形成也进一步加剧了界面副反应。因此，设计良好的正极-电解质界面有利于提高高镍材料的稳定性，获得高能量密度、长循环寿命的锂离子电池。
3、公开号为cn109704413a的中国专利申请文件公开了一种高镍正极材料，所述高镍正极材料以化学式linixcoymnzal1-x-y-zo2表示，所述提高高镍正极材料储存性能的方法是将含锰无机盐、含铝无机盐、lioh·h2o与高镍前驱体混合，加入乙醇研磨均匀，得到固体粉末混合物，对所得固体粉末混合物先进行预煅烧，然后升温进行煅烧，得到所述高镍正极材料。此方法有效抑制了高镍正极材料与空气中水分、二氧化碳的副反应，改善材料表面稳定性，从而提高材料的储存稳定性，
技术实现思路
1、为了解决相关技术中存在的锂电池电化学性能和安全性能差、界面稳定性差等技术问题，本专利技术的目的在于提供一种电池正极组合物及其制备方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种电池正极组合物，包括以下组分及其重量份数：
4、正极活性材料85-90份、导电剂3-5份、粘合剂5-10份；所述正极活性材料包括内核及包覆层，所述内核为改性镍钴锰酸锂正极材料，所述包覆层为偏磷酸钇和聚丙烯腈。
5、在镍钴锰酸锂正极材料的制备过程中，通常加入过量的锂源来弥补在电化学反应过程中锂的损失，并且添加过量的锂有利于降低电池中阳离子混排成度，因此在镍钴锰酸锂正极材料表面附着大量的残余锂，而表面上的残余锂会与空气中的co2、h2o发生反应，生成lioh、li2co3等残碱化合物，影响li+的迁移。此外，lioh会与正极电解液lipf6反应生成hf，而hf又会与li2co3反应生成co2气体，影响电池的安全性能和循环性能。本专利技术中采用y(po3)3和聚丙烯腈对改性镍钴锰酸锂正极材料进行包覆，其中y(po3)3在烧结过程中能够与残碱化合物生成混合磷酸盐，在表面形成lipo3、y(po3)3、li3po4、ypo4等化合物，有效降低正极材料表面残碱化合物，提升正极材料的电化学性能和安全性能；聚丙烯腈中含有电负性较强的氰基，能与正极材料中的ni2+、co3+等阳离子发生配位作用，同时其具有良好的延展性，可以使正极材料得到有效包裹，抑制正极材料的各向异性晶格变化，缓解正极材料颗粒内部的应力集中，避免材料开裂，提升电池的安全性能。
6、进一步的，所述改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法为：将ni0.90co0.05mn0.05(oh)2前驱体和氢氧化锂混合，研磨均匀后加入氧化锌，研磨均匀；将得到的混合物置于管式炉中，通入氧气，升温至500-550℃煅烧4-4.5h，继续升温至700-740℃煅烧12-14h，冷却，研磨，得到改性镍钴锰酸锂正极材料。
7、本专利技术中所述前驱体（ni0.90co0.05mn0.05(oh)2）购自宁波容百科技股份有限公司。本专利技术中采用锌对镍钴锰酸锂正极材料进行掺杂改性，提高镍钴锰酸锂正极材料的结构稳定性，抑制微裂纹的形成，进而提高锂离子电池的电化学性能。
8、进一步的，所述改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法中，ni0.90co0.05mn0.05(oh)2前驱体中镍、钴、锰的总摩尔数与氢氧化锂的摩尔数之比为2-5:7-9，与氧化锌的摩尔数之比为11-13:1。
9、本专利技术中通过控制ni0.90co0.05mn0.05(oh)2前驱体中镍、钴、锰的总摩尔数与氧化锌的摩尔数之比来控制氧化锌的掺杂量，研究发现，氧化锌虽然可以提高镍钴锰酸锂正极材料的结构稳定性，抑制微裂纹产生，但是当氧化锌的用量超出本专利技术限定的范围后，锌的掺杂会引起镍钴锰酸锂正极材料的晶格变化和阳离子混排，进而影响锂离子电池的电化学性能。
10、进一步的，所述正极活性材料的制备方法为：（1）将偏磷酸钇加入到无水乙醇中，超声震荡后加入改性镍钴锰酸锂正极材料，搅拌1-1.5h后加热至90-95℃，继续搅拌至无水乙醇挥发完全，干燥后移植管式炉中，通入氧气，550-600℃下烧结5.5-6h，冷却，研磨，得到粉末料；（2）将丙烯腈溶解于n，n-二甲基甲酰胺中，加入步骤（1）得到的粉末料，搅拌状态下加热至85-90℃，保温反应2-3h，干燥后置于管式炉中，通入氩气，200-250℃烧结1.5-2h，得到正极活性材料。
11、更进一步的，正极活性材料的制备方法步骤（1）中所述偏磷酸钇的用量为改性镍钴锰酸锂正极材料质量的2%-5%。
12、更进一步的，正极活性材料的制备方法步骤（1）中所述超声震荡的超声频率为300-400khz，时间为30-40min。
13、更进一步的，正极活性材料的制备方法步骤（2）中所述丙烯腈的用量为粉末料质量的0.5%-1%。
14、进一步的，所述导电剂为导电炭黑、石墨烯、石墨、乙炔黑中的一种。
15、进一步的，所述粘合剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、丁苯橡胶中的一种。
16、本专利技术还提供了所述电池正极组合物的制备方法，具体为：将正极活性材料和导电剂混合，搅拌均匀后加入粘合剂，搅拌均匀，得到电池正极组合物。
17、与现有技术相比，本专利技术提供的电池正极组合物及其制备方法具有如下技术优势：
18、（1）本专利技术中采用y(po3)3对改性镍钴锰酸锂正极材料进行包覆，有效降低正极材料表面残碱化合物，提升正极材料的电化学性能和安全性能；
19、（2）本专利技术中采用聚丙烯腈进一步包覆y(po3)3包覆后的正极材料，不仅可以减少正极材料的界面反应，抑制正极材料的各向异性晶格变化，而且可以缓解正极材料颗粒内部的应力集中，避免材料开裂，提升电池的安全性能；
20、（3）本专利技术中采用锌对镍钴锰酸锂正极材料进行掺杂改性，提高镍钴锰酸锂正极材料的结构稳定性，抑制微裂纹的形成，进而提高锂离子电池的电化学性能。
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1.一种电池正极组合物，其特征在于，包括以下组分及其重量份数：
2.根据权利要求1所述的电池正极组合物，其特征在于，改性镍钴锰酸锂正极材料的制备方法中所述Ni0.90Co0.05Mn0.05(OH)2前驱体中镍、钴、锰的总摩尔数与氢氧化锂的摩尔数之比为2-5:7-9，与氧化锌的摩尔数之比为11-13:1。
3.根据权利要求1所述的电池正极组合物，其特征在于，所述正极活性材料的制备方法为：（1）将偏磷酸钇加入到无水乙醇中，超声震荡后加入改性镍钴锰酸锂正极材料，搅拌1-1.5h后加热至90-95℃，继续搅拌至无水乙醇挥发完全，干燥后移植管式炉中，通入氧气，550-600℃下烧结5.5-6h，冷却，研磨，得到粉末料；（2）将丙烯腈溶解于N，N-二甲基甲酰胺中，加入步骤（1）得到的粉末料，搅拌状态下加热至85-90℃，保温反应2-3h，干燥后置于管式炉中，通入氩气，200-250℃烧结1.5-2h，得到正极活性材料。
4.根据权利要求3所述的电池正极组合物，其特征在于，步骤（1）中所述偏磷酸钇的用量为改性镍钴锰酸锂正极材料质量的2%-5%。
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