[发明专利]一种固态电解质包覆改性锂离子电池正极材料的制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种固态电解质包覆改性锂离子电池正极材料的制备方法及应用，属于锂离子电池电极材料领域。包括：（1）在一定条件下，将铝源和锂源分散于有机溶剂中，再滴加适量的合适的稳定剂，获得偏锂酸铝溶胶；（2）取适量的正极材料加入上述溶胶，转移到聚四氟乙烯反应釜内衬，直接利用溶剂热法，获得固态电解质包覆改性正极材料前驱体；（3）将所制备的固态电解质包覆改性正极材料前驱体煅烧，即得致密均匀，稳定性好的超薄固态电解质包覆改性的锂离子电池正极材料，其具有良好的循环稳定性，优异的倍率性能和可靠的安全性，且该制备方法具有成本低，操作简单，环境友好等特点，可以被大规模的应用于产业化生产。

技术领域

本发明属于能源存储与改性转化技术领域，主要涉及一种固态电解质包覆改性锂离子电池正极材料的应用及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是近年来发展起来的一种新型化学电源，是世界各国争相研究和开发的热点，其具有体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、长循环寿命等特点，已被广泛应用于移动设备、电动汽车能源等领域。在锂离子电池的各部分组件中，电极材料是锂离子电池的核心和关键材料。电极材料的好坏直接决定了锂离子电池的比能量、循环寿命和抗负荷能力等多项关键性能。因此，开发出高性能和高循环寿命的锂离子电池正极材料成为了全世界研究人员的共同目标，对锂离子电池性能的提升，尤其是动力型锂离子电池的开发意义及其重大。

包覆改性是采用一种物理化学性能优异的材料，在目标材料颗粒表面形成一层均匀包覆层的保护方法。研究人员利用固态电解质对正极材料进行包覆，结果表明，固态电解质包覆改性的正极材料具有较高的容量，良好的倍率性能和优越的循环性能。

目前已有的包覆改性锂离子电池正极材料的制备方法主要有高能球磨法，溶胶凝胶法等，如中国专利CN101950803A，其存在包覆效果粗糙，超薄包覆控制困难等问题，虽然提高了正极材料的使用寿命，但正极材料的容量，倍率性能受到限制。因此，寻找一种有成效，操作简单，成本低并且环境友好的制备方法势在必行。

发明内容

本发明针对当前所要解决的技术问题，克服了目前锂离子电池正极材料的缺陷，提供了一种致密均匀、稳定性好的超薄固态电解质LiAlO₂包覆改性锂离子电池正极材料的方法，该方法有成效，操作简单，成本低，环境友好，有利于工业化生产。

本发明的目的是在于提供一种固态电解质包覆改性锂离子电池正极材料在锂离子电池中的应用，可获得高容量、高倍率性能、长循环寿命和高安全性的锂离子电池。

优选的方案，锂源为LiCl、LiNO₃、CH₃OLi、 CH₃COOLi、（CH₃）₂CHOLi其中至少一种。

较优选的方案，铝源为C₁₂H₂₇O₃Al、C₉H₂₁O₃Al其中至少一种。

优选的方案，锂源：铝源（锂原子物质的量：铝原子物质的量）摩尔比在1~1.2之间。

较优选的方案，化学计量比获得的偏铝酸锂物质的量为正极材料物质的量的0.2~0.4%。

优选的方案，正极材料为：具有层状结构的三元LiNi_1-x-yCo_xMn_y O₂（0x+y1）材料。

较优选的方案，溶剂热法，其反应时间为6h~15h。

优选的方案，煅烧时间为2h~4h。

本发明还提供了所述固态电解质包覆改性锂离子电池正极材料的应用，将所述固态电解质包覆改性锂离子电池正极材料应用于锂离子电池。