本發(fā)明涉及鋰離子電池正極材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鎳基材料、其制備方法與鋰離子電池。

背景技術(shù)：

在眾多的二次電池體系中，鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度高和無記憶效應(yīng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于移動電話、筆記本電腦等便攜式移動電子產(chǎn)品和電動交通工具等領(lǐng)域。正極材料作為鋰離子電池核心組成部分之一，在很大程度上決定了鋰離子電池的性能。

富鎳系正極材料特別是鎳鈷錳酸鋰三元復(fù)合材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰的性能優(yōu)勢，具有高的比容量、長的循環(huán)壽命和好的安全性能等特點(diǎn)，被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的鋰電池材料之一。雖然鎳基正極材料具有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，但是由于Ni²⁺和Li⁺的離子半徑相近，較高含量的鎳原子占據(jù)鋰原子的位置出現(xiàn)陽離子混排現(xiàn)象，并且表面存在較多的自由鋰雜質(zhì)，在高溫條件下易于和電解液發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致電池的脹氣和變形。同時(shí)，由于高價(jià)鎳的存在，導(dǎo)致鎳基材料表層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在高電壓充放電過程中容易受到電解液中氫氟酸的侵蝕，從而使得鋰離子電池容量衰減較快。

為了改善鎳基材料的綜合性能，目前主要從摻雜和包覆等方面進(jìn)行改進(jìn)。目前常用來包覆富鎳系正極材料的物質(zhì)主要有Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、ZnO以及LiAlO₂等金屬氧化物，這些包覆物質(zhì)均能在一定程度上改善材料的界面結(jié)構(gòu)，獲得較好的電化學(xué)性能，但也存在很明顯的一個(gè)問題就是包覆材料本身屬于離子絕緣體或者離子導(dǎo)電性較弱，因此對鋰離子的界面?zhèn)鬏敃a(chǎn)生一定的程度的影響，造成界面?zhèn)鬏旊娮栎^大等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種鎳基材料，本申請?zhí)峁┑逆嚮牧献鳛檎龢O材料使鋰離子電池具有較好的循環(huán)性能和倍率性能。

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N鎳基材料，包括：如式(Ⅰ)所示的核心材料和包覆于所述核心材料表面的Li₄SiO₄包覆層；

LiNi_1-a-bCo_aM_bO₂ (Ⅰ)；

其中，0≤a＜1，0≤b＜1，0＜1-a-b＜1；

M選自Mn或Al。

優(yōu)選的，所述Li₄SiO₄包覆層與所述核心材料的質(zhì)量比為(0.005～0.05)：1。

優(yōu)選的，所述Li₄SiO₄包覆層與所述核心材料的質(zhì)量比為(0.005～0.025)：1。

本申請還提供了一種上述方案所述的鎳基材料的制備方法，包括以下步驟：

A)，將氧基硅烷與有機(jī)溶劑混合，將得到的溶液的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，反應(yīng)后得到包覆液；

B)，將所述包覆液與如式(Ⅱ)所示的前驅(qū)體材料混合，攪拌，得到SiO₂凝膠包覆前驅(qū)體材料的初始鎳基材料；

C)，將所述初始鎳基材料與鋰鹽混合后進(jìn)行高溫固相反應(yīng)，得到鎳基材料；

Ni_1-a-bCo_aM_b(OH)₂ (Ⅱ)；

其中，0≤a＜1，0≤b＜1，0＜1-a-b＜1；

M選自Mn或Al。

優(yōu)選的，調(diào)節(jié)后的溶液的pH值為7～12。

優(yōu)選的，所述氧基硅烷選自正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷和氨丙基三乙氧基硅烷等中的一種或多種；所述鋰鹽為碳酸鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰和醋酸鋰中的一種或多種。

優(yōu)選的，步驟A)中，所述氧基硅烷與所述有機(jī)溶劑的體積比為1：(1～5)，所述反應(yīng)的溫度為30～60℃，所述反應(yīng)的時(shí)間為0.5～5h。

優(yōu)選的，步驟B)中，所述前驅(qū)體材料與所述包覆液的質(zhì)量比為1：(1～5)；所述攪拌的速度為200～700轉(zhuǎn)/min。

優(yōu)選的，步驟C)中，所述混合的時(shí)間為3～6h；所述高溫固相反應(yīng)的溫度為700～1000℃，時(shí)間為4～20h。

本申請還提供了一種鋰離子電池，包括正極材料與負(fù)極材料，所述正極材料為上述方案所述的或上述方案所述的制備方法所制備的鎳基材料。

本申請?zhí)峁┝艘环N鎳基材料，其包括具有式(Ⅰ)結(jié)構(gòu)的核心材料和包覆于所述核心材料表面的Li₄SiO₄包覆層。本申請?zhí)峁┑逆嚮牧媳韺拥腖i₄SiO₄為一種快鋰離子導(dǎo)體相，其具有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，可抑制長期循環(huán)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物對核心富鋰鎳基材料表面的侵蝕，減少顆粒表面過渡金屬離子的溶解，顯著改善鋰離子電池的循環(huán)性能和耐過充性能；同時(shí)Li₄SiO₄包覆層本身可作為固體電解質(zhì)，其具有很高的鋰離子擴(kuò)散速率，為鋰離子在界面的遷移提供了高速通道，能有效降低界面電阻，提升材料的大電流充放電性能；因此，本申請?zhí)峁┑逆嚮牧献鳛檎龢O材料使鋰離子電池具有較好的循環(huán)性能和倍率性能。另外，本申請?jiān)谥苽滏嚮牧系倪^程中，Li₄SiO₄包覆層在核心材料表面是原位生長，使包覆層和核心材料表面結(jié)合力更好，進(jìn)一步提高了鎳基材料的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1中制備的包覆后和未包覆鎳基材料的XRD衍射圖；

圖2是實(shí)施例1中制備的未包覆和包覆后鎳基材料的SEM圖；

圖3是實(shí)施例1中制備的未包覆和包覆后鎳材料的TEM圖；

圖4是實(shí)施例1中制備的未包覆和包覆后鎳基材料作為正極材料的首次充放電曲線圖及循環(huán)充放電曲線圖；

圖5是實(shí)施例2中制備的包覆后鎳基材料作為正極材料的循環(huán)充放電曲線圖；

圖6是實(shí)施例3中制備的包覆后鎳基材料作為正極材料的循環(huán)充放電曲線圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種鎳基材料，包括：如式(Ⅰ)所示的核心材料和包覆于所述核心材料表面的Li₄SiO₄包覆層；

LiNi_1-a-bCo_aM_bO₂ (Ⅰ)；

其中，0≤a＜1，0≤b＜1，0＜1-a-b＜1；

M選自Mn或Al。

本申請?zhí)峁┝艘环N鎳基材料，其包括包覆層與核心材料，其中的包覆層為一種快鋰離子導(dǎo)體相Li₄SiO₄，該包覆層一方面可作為保護(hù)層，一方面可充當(dāng)離子導(dǎo)體，使鎳基材料作為正極材料可提高鋰離子電池的安全性、倍率性能和循環(huán)性能。

在本申請中，所述鎳基材料包括LiNi_1-a-bCo_aM_bO₂核心材料和Li₄SiO₄包覆層；其中所述核心材料的通式為LiNi_1-a-bCo_aM_bO₂，0≤a＜1，0≤b＜1，0＜1-a-b＜1，M選自Mn或Al，在某些實(shí)施例中，0.1≤a≤0.6，0.1≤b≤0.6，在某些實(shí)施例中，0.1≤a≤0.6，0.1≤b≤0.3；在某些實(shí)施例中，0.1≤1-a-b≤0.9，在某些實(shí)施例中，0.3≤1-a-b≤0.6。具體的，所述核心材料選自LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂或LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂。在本申請中，所述核心材料為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的富鋰鎳基材料，對此本申請沒有限制，其可以為市售產(chǎn)品，也可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式制備得到。

本申請所述鎳基材料的包覆層與所述核心材料的質(zhì)量比為(0.005～0.05)：1，在某些實(shí)施例中，所述包覆層與所述核心材料的質(zhì)量比為(0.005～0.025)：1，在某些實(shí)施例中，所述包覆層與所述核心材料的質(zhì)量比為(0.01～0.02)：1。

本發(fā)明通過在核心材料界面構(gòu)筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的快鋰離子導(dǎo)體相Li₄SiO₄包覆層，Li₄SiO₄包覆層一方面起到了保護(hù)層作用，抑制了過渡金屬離子與電解液之間的副反應(yīng)，使得核心材料的界面結(jié)構(gòu)在長期的循環(huán)過程中保持完整性，而充分發(fā)揮核心材料的作用；另一方面可充當(dāng)離子導(dǎo)體，有效提高了鎳基核心材料在高電壓高倍率充放電條件下的鋰離子界面?zhèn)鬏斈芰Γ岣甙踩阅?。因此，本申請?zhí)峁┑逆嚮牧献鳛殇囯x子電池的正極材料具有高安全性、高倍率性能和優(yōu)異的循環(huán)性能。

本申請?zhí)峁┝艘环N上述鎳基材料的制備方法，包括以下步驟：

A)，將氧基硅烷與有機(jī)溶劑混合，再調(diào)節(jié)得到的溶液的pH值，反應(yīng)后得到包覆液；

B)，將所述包覆液與如式(Ⅱ)所示的前驅(qū)體材料混合，攪拌，得到SiO₂凝膠包覆前驅(qū)體材料的初始鎳基材料；

C)，將所述初始鎳基材料與鋰鹽混合后進(jìn)行高溫固相反應(yīng)，得到鎳基材料；

Ni_1-a-bCo_aM_b(OH)₂ (Ⅱ)；

其中，0≤a＜1，0≤b＜1，0＜1-a-b＜1；

M選自Mn或Al。

在制備鎳基材料的過程中，包括包覆液的制備、SiO₂凝膠包覆前驅(qū)體材料的初始鎳基材料和鎳基材料的制備三個(gè)步驟。首先進(jìn)行了包覆液的制備，即將氧基硅烷與有機(jī)溶劑混合，再調(diào)節(jié)得到的pH值，反應(yīng)后得到包覆液。在上述過程中，氧基硅烷發(fā)生了水解-縮合反應(yīng)，從而在溶劑中形成二氧化硅溶膠，經(jīng)過去離子水或者無水乙醇稀釋分散后得到包覆液；所述氧基硅烷與所述有機(jī)溶劑的體積比為1：(1～5)，在某些實(shí)施例中，所述氧基硅烷與所述有機(jī)溶劑為1：(2～4)。所述氧基硅烷為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的硅源，其只要能夠發(fā)生水解與縮聚反應(yīng)，得到SiO₂即可，示例的，所述氧基硅烷選自正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷或氨丙基三乙氧基硅烷。所述有機(jī)溶劑選自去離子水、乙醇、乙二醇、異丙醇、甲苯、二甲苯和丙酮中的一種或多種，在具體實(shí)施例中，所述有機(jī)溶劑選自體積比為2:1的去離子水和乙醇的混合溶劑、異丙醇或丙醇。所述pH值的調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為氨水，所述pH值為7～12，在某些實(shí)施例中，所述pH值為8～10，溶液適當(dāng)?shù)膒H能夠保證氧基硅烷水解的順利進(jìn)行。所述反應(yīng)的溫度為30～60℃，在某些實(shí)施例中，所述反應(yīng)的溫度為40～50℃，所述反應(yīng)的時(shí)間為0.5～5h，在某些實(shí)施例中，所述反應(yīng)的時(shí)間為1～2h。自硅源和有機(jī)溶劑開始混合至反應(yīng)，一直攪拌溶劑體系，攪拌速度為200～700轉(zhuǎn)/min，在某些實(shí)施例中，所述攪拌的速度為300～500轉(zhuǎn)/min。上述得到的包覆液中會出現(xiàn)乳白色的微小分散的膠體粒子。

在得到包覆液之后，則將得到的包覆液與如式(Ⅱ)所示的前驅(qū)體材料混合，攪拌，得到SiO₂凝膠包覆前驅(qū)體材料的初始鎳基材料。上述過程中，包覆液中的二氧化硅膠體通過與前驅(qū)體材料表面的羥基結(jié)合，形成均勻的表面包覆層。所述式(Ⅱ)中的a與b的取值范圍與上述相同，此處不進(jìn)行贅述；式(Ⅱ)中Ni、Co與M的摩爾比為1：(0.1～1)：(0.1～1)，在某些實(shí)施例中，Ni、Co和M的摩爾比為1：(0.2～0.5)：(0.2～0.5)，例如為1:1:1、2:2:1、2:1:1、5:2:3、3:1:1、7:1.5:1.5、8:1:1或8:1.5:0.5。所述前驅(qū)體材料與所述包覆液的質(zhì)量比為1：(1～5)，在某些實(shí)施例中，所述前驅(qū)體與所述包覆液的質(zhì)量比為1：(2～4)。所述攪拌的速度為200～700轉(zhuǎn)/min，在某些實(shí)施例中，所述攪拌的速度為400～600轉(zhuǎn)/min。在攪拌結(jié)束后即待溶劑揮發(fā)后，將得到的液體置于80～120℃烘箱內(nèi)烘干，得到SiO₂凝膠包覆前驅(qū)體材料的初始鎳基材料的粉體。

本申請最后將得到的初始鎳基材料與鋰鹽混合后進(jìn)行高溫固相反應(yīng)，得到鎳基材料；此過程中鋰鹽與上述SiO₂凝膠包覆前驅(qū)體材料的初始鎳基材料的二氧化硅凝膠發(fā)生高溫固相反應(yīng)，在初始鎳基材料表面原位生長了Li₄SiO₄包覆層，最終得到了鎳基材料。所述鋰鹽為能夠高溫分解的鋰鹽，對此本申請沒有特別的限制，示例的，所述鋰鹽選自醋酸鋰、碳酸鋰、氫氧化鋰和硝酸鋰中的一種或多種，示例的，所述鋰鹽為氫氧化鋰或碳酸鋰。所述鋰鹽的鋰元素與所述初始鎳基材料的鎳鈷錳金屬的摩爾比為(1.03～1.10)：1，在實(shí)施例中，摩爾比為(1.04～1.06)：1。所述混合的時(shí)間為2～8h，在某些實(shí)施例中，所述混合的時(shí)間為3～6h。所述高溫固相反應(yīng)具體為高溫煅燒，所述高溫煅燒的溫度700～1000℃，在實(shí)施例中，所述高溫煅燒的溫度為750～850℃，所述煅燒的時(shí)間為4～20h，在具體實(shí)施例中，所述煅燒的時(shí)間為8～15h。

本申請還提供了一種鋰離子電池，包括正極材料與負(fù)極材料，所述正極材料為上述方案所述的或上述方案所述的制備方法所制備的鎳基材料。

本申請?zhí)峁┑逆嚮牧系闹苽浞椒ㄞ饤壛藗鹘y(tǒng)包覆工藝中先制備正極材料再進(jìn)行表面修飾的思路，實(shí)現(xiàn)了快鋰離子導(dǎo)體相Li₄SiO₄在核心材料表面的原位生長，因此包覆層和核心材料表面結(jié)合力更好；表層的快鋰離子導(dǎo)體相Li₄SiO₄具有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，可抑制在長期的循環(huán)過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物對材料表面的侵蝕，減少顆粒表面過渡金屬離子的溶解，顯著改善鋰離子電池的循環(huán)性能和耐過充性能；快鋰離子導(dǎo)體相Li₄SiO₄包覆層本身還可作為固體電解質(zhì)，具有很高的鋰離子擴(kuò)散速率，為鋰離子在界面的遷移提供了高速通道，能有效降低界面電阻，提升材料大電流充放電性能。

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的鎳基材料及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。

實(shí)施例1

按照快鋰離子導(dǎo)體相Li₄SiO₄的包覆量與鎳基前驅(qū)體材料的質(zhì)量比為0.01:1的加入量，將0.37g正硅酸乙酯溶解于含去離子水和乙醇的混合溶劑體系，其中去離子水和乙醇的體積比為2:1，正硅酸乙酯和混合溶劑的體積比為1:3，用氨水調(diào)節(jié)體系的pH值為8.0，控制體系反應(yīng)溫度為40℃，控制攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min，有機(jī)硅鹽經(jīng)水解和縮聚反應(yīng)1小時(shí)后，然后加入乙醇稀釋分散后得到60g包覆液，包覆液中出現(xiàn)乳白色的微小分散的膠體粒子；

將商業(yè)化的富鎳系前驅(qū)體Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂加入到上述包覆液中，前驅(qū)體與包覆液的質(zhì)量比為1:3，持續(xù)攪拌，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min，待溶劑揮發(fā)后，置于90℃烘箱內(nèi)完全烘干，得到水解產(chǎn)物納米級SiO₂凝膠均勻包覆的Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂前驅(qū)體；

將上述得到的表面包覆SiO₂的Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂前驅(qū)體與氫氧化鋰按照Li：(Ni+Co+Mn)＝1.05：1的摩爾比例在高速混料機(jī)中混合3h后，轉(zhuǎn)移至燒結(jié)爐中，在850℃下高溫煅燒15h，經(jīng)冷卻、粉碎、過篩制得快鋰離子導(dǎo)體相Li₄SiO₄表面包覆鎳基LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂的鎳基材料。

與此同時(shí)，將未包覆的富鎳系Ni_0.6Co_0.2Mn_0.2(OH)₂前驅(qū)體與氫氧化鋰按照Li:(Ni+Co+Mn)＝1.05:1的摩爾比例混合均勻后在750℃下高溫煅燒10h，冷卻、粉碎、過篩得到未包覆的鎳基材料。

上述制備的包覆后和未包覆的鎳基材料的XRD衍射圖，見圖1，可以看出，包覆前后的XRD衍射圖完全一致，且與LiNiO₂標(biāo)準(zhǔn)圖譜吻合，說明包覆不會對材料結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，能夠保持原LiNiO₂的基本結(jié)構(gòu)。上述制備的包覆后和未包覆鎳基正極材料的SEM圖，見圖2，可以看出未包覆材料的顆粒表面光滑且菱角分明，而包覆后材料的顆粒表面粗糙，證明了包覆層的存在。上述制備的包覆后和未包覆鎳基正極材料的TEM圖，見圖3，可以看出包覆后材料的顆粒表面均勻覆蓋著一層淺色的包覆物，而未包覆的材料表面光滑，未觀察到這層淺色的包覆物。

將上述制備的包覆后和未包覆兩種材料分別作為活性物質(zhì)，以金屬鋰片為負(fù)極，在真空手套箱中組裝成CR2025扣式電池，采用藍(lán)電電池測試系統(tǒng)在25℃下進(jìn)行循環(huán)性能測試；其測試電壓范圍為3.0～4.5V，首先在充放電電流為0.2C下循環(huán)3次，再于充放電電流2C下循環(huán)150次，考察容量保持率，結(jié)果如圖4所示。

由圖4的首次充放電曲線及循環(huán)性能曲線圖所示，未包覆材料0.2C首次放電比容量為203.2mAh/g，而包覆后材料0.2C首次放電比容量為204.7mAh/g，這歸因于在包覆后材料表面的快鋰離子導(dǎo)體相Li₄SiO₄能有效降低首次充放電過程中材料與電解液的副反應(yīng)，降低不可逆容量，此外，為鋰離子的脫嵌提供了快速通道，降低了界面阻抗。未包覆材料2C首次放電比容量為186.7mAh/g，循環(huán)150次后比容量將至67.2mAh/g，容量保持率僅為36.0％；而包覆后材料2C首次放電比容量為187.5mAh/g，循環(huán)150次后比容量將至153.4mAh/g，容量保持率達(dá)為82.0％。可見本申請制備的鎳基材料作為正極材料，一方面提高了材料的首次放電比容量，另一方面極大的改善了鎳基材料的循環(huán)性能。

實(shí)施例2

按照快鋰離子導(dǎo)體相Li₄SiO₄的包覆量與鎳基前驅(qū)體材料的質(zhì)量比為0.015:1的加入量，將0.48g甲基三乙氧基硅烷加入到異丙醇溶劑中，甲基三乙氧基硅烷和異丙醇溶劑的體積比為1:4，用氨水調(diào)節(jié)體系的pH值為9.0，控制體系反應(yīng)溫度為50℃，控制攪拌速度為400轉(zhuǎn)/min，有機(jī)硅鹽經(jīng)水解和縮聚反應(yīng)1.5小時(shí)后，用去離子水稀釋分散后得到80g包覆液，包覆液體系中含有乳白色的微小分散的膠體粒子；

將商業(yè)化的前驅(qū)體Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂加入到上述包覆液中，正極材料前驅(qū)體與包覆液的質(zhì)量比為1:4，持續(xù)攪拌，攪拌速度為400轉(zhuǎn)/min，待溶劑揮發(fā)后，置于100℃烘箱內(nèi)完全烘干，得到水解產(chǎn)物納米級SiO₂凝膠均勻包覆的Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂前驅(qū)體；

將上述得到的表面包覆SiO₂的Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂前驅(qū)體與碳酸鋰按照Li:(Ni+Co+Mn)＝1.04:1的摩爾比例在高速混料機(jī)中混合4h后，轉(zhuǎn)移至燒結(jié)爐中，在800℃下高溫煅燒12h，經(jīng)冷卻、粉碎、過篩制得快鋰離子導(dǎo)體相Li₄SiO₄表面包覆LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂的鎳基材料。

將上述制備的包覆后材料作為活性物質(zhì)，以金屬鋰片為負(fù)極，在真空手套箱中組裝成CR2025扣式電池，采用藍(lán)電電池測試系統(tǒng)在25℃下進(jìn)行循環(huán)性能測試，其測試電壓范圍為3.0～4.3V，在充放電電流為2C下各循環(huán)200次，考察容量保持率結(jié)果如圖5所示。

如圖5的循環(huán)性能測試所示，包覆后材料2C首次放電比容量為182.3mAh/g，循環(huán)200次后比容量將至152.3mAh/g，容量保持率為83.5％。

實(shí)施例3

按照快鋰離子導(dǎo)體相Li₄SiO₄的包覆量與鎳基前驅(qū)體材料的質(zhì)量比為0.02:1的加入量，將0.79g氨丙基三乙氧基硅烷溶解于丙酮溶劑中，氨丙基三乙氧基硅烷和丙酮的體積比為1:5，用氨水調(diào)節(jié)體系的pH值為10.0，控制體系反應(yīng)溫度為60℃，控制攪拌速度為500轉(zhuǎn)/min，有機(jī)硅鹽經(jīng)水解和縮聚反應(yīng)2小時(shí)后，采用無水乙醇稀釋分散后得到100g包覆液，包覆液體系中含有乳白色的微小分散的膠體粒子；

將商業(yè)化的富鎳系前驅(qū)體Ni_0.8Co_0.15Al_0.05(OH)₂加入到步驟(1)中的包覆液中，前驅(qū)體與包覆液的質(zhì)量比為1:5，持續(xù)攪拌，攪拌速度為500轉(zhuǎn)/min，待溶劑揮發(fā)后，置于110℃烘箱內(nèi)完全烘干，得到水解產(chǎn)物納米級SiO₂凝膠均勻包覆的Ni_0.8Co_0.15Al_0.05(OH)₂前驅(qū)體；

將上述得到的表面包覆SiO₂的Ni_0.8Co_0.15Al_0.05(OH)₂前驅(qū)體與氫氧化鋰按照Li:(Ni+Co+Al)＝1.03:1的摩爾比例在高速混料機(jī)中混合5h后，轉(zhuǎn)移至燒結(jié)爐中，在750℃下高溫煅燒10h，經(jīng)冷卻、粉碎、過篩制得快鋰離子導(dǎo)體相Li₄SiO₄表面包覆LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂的鎳基材料。

將上述制備的包覆后材料作為活性物質(zhì)，以金屬鋰片為負(fù)極，在真空手套箱中組裝成CR2025扣式電池，采用藍(lán)電電池測試系統(tǒng)在25℃下進(jìn)行循環(huán)性能測試，其測試電壓范圍為2.8～4.3V，在充放電電流為2C下各循環(huán)200次，考察容量保持率，結(jié)果如圖6所示。

如圖6的循環(huán)性能測試所示，包覆后材料2C首次放電比容量為179.4mAh/g，循環(huán)200次后比容量將至153.3mAh/g，容量保持率為85.5％。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。