[发明专利]一种表面改性的锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明涉及一种表面改性的锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。所述表面改性的锂离子电池正极材料，其化学式为：LiNi_XMn_2‑xO₄/M，其中0<x<2，M为包覆层，所述的包覆层为太阳能电池用空穴传输材料。本发明还提供一种表面改性的锂离子电池正极材料的制备方法。本发明在活性物质表面包覆空穴传输材料，使得包覆层在隔绝电解液与正极材料的同时使锂离子自由通过，从而在电池工作的同时避免电解液和正极活性材料之间的副反应，抑制了电解液的分解，提高了锂离子电池的循环性能及稳定性。本发明提供的制备方法，其合成工艺简单易行，设备要求低，原材料资源充足，无毒，无害，无污染，有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种表面改性的锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池。

背景技术

近年来由于环境污染和能源紧缺日益严重，开发清洁高效能源便成为了人类面临的主要问题之一。锂离子电池是目前应用最为广泛的能量储存转换装置，其具有能量密度高，循环寿命长，自放电少等诸多优点。国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。我国锂离子电池下游应用占比呈现动力类电池占比逐年提升的格局。以电动汽车等为重大应用背景的下一代锂离子电池技术要求其除了具备传统的诸多优点外，还要有更高的能量密度、功率密度、长寿命和低成本等特点。

锂离子电池的正极材料是锂离子电池最为重要的部分之一，但是目前的正极材料大都存在着效率不佳，稳定性差，会与电解液发生副反应等系列问题，而对锂离子电池的正极材料进行表面包覆是目前最有效的改性方法之一。但是一些传统的包覆方法如Al₂O₃、ZrO₂、MgO、V₂O₅等金属氧化物和其他的磷酸盐对锂离子的传导性较差，抑制了锂离子的嵌入和脱出，导致循环性能下降。

发明内容

本发明要解决现有技术中锂离子电池的正极材料的表面包覆法存在的包覆层抑制了锂离子的嵌入和脱出，导致电池循环性能下降的技术问题，提供一种表面改性的锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种表面改性的锂离子电池正极材料，其化学式为：LiNi_XMn_2-xO₄/M，其中0&lt;x&lt;2，M为包覆层，所述的包覆层为太阳能电池用空穴传输材料。

在上述技术方案中，所述的包覆层与LiNi_XMn_2-xO₄的质量比为0.0002-0.001:1。

在上述技术方案中，所述的包覆层与LiNi_XMn_2-xO₄的质量比为0.0005-0.001:1。

在上述技术方案中，所述的包覆层与LiNi_XMn_2-xO₄的质量比为0.0005:1。

在上述技术方案中，所述锂离子电池正极材料为LiNi_0.5Mn_1.5O₄。

在上述技术方案中，所述空穴传输材料为Py-C、H111或Spiro-OMeTAD。

一种表面改性的锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将空穴传输材料加入溶剂中进行高速搅拌形成均匀的混合溶液；