[发明专利]表面包覆正极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种表面包覆正极材料及其制备方法和应用，其中，表面包覆正极材料包括基体和包覆基体的包覆层，基体为正极材料，包覆层的组分含有偏磷酸铝。上述表面包覆正极材料通过采用偏磷酸铝形成包覆层，有效地改善了锂离子电池正极材料的循环性能，特别是高温循环性能。

技术领域

本发明涉及电池制备技术领域，特别涉及表面包覆正极材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着新能源汽车的发展，要求由锂离子电池组成的动力系统能够满足快速充电、高续航里程、长循环寿命等要求。锂离子电池正极材料是制约锂离子电池性能的重要因素之一，因此改善锂离子电池正极材料的性能，对于提升锂离子电池性能具有重要意义。特别是，镍钴锰三元正极材料，其具有容量高，成本低的优点，能够较好的满足锂离子电池高续航里程、长循环寿命的要求，逐渐受到研究者的青睐。但是在使用过程中，由于正极材料会与电池中的电解液发生副反应，造成正极材料中的阳离子溶出，结构发生转变，SEI膜的持续增长，最终导致循环寿命下降。因此，抑制正极材料与电解液的副反应，提高正极材料的结构稳定性，对于提高锂离子电池的循环寿命具有重要意义。其中，高温循环性能对材料的要求更高，提升改善的技术难度更大，成为了限制了许多正极材料应用的关键因素。

表面包覆技术是一种有效改善正极材料循环性能的有效手段而被大家广泛使用。通常采用氧化钼、氧化镓等金属氧化物来进行包覆，该类材料能够一定程度上改善电池的常温循环性能，但改善高温循环性能的效果欠佳。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够有效改善电池高温循环性能的表面包覆正极材料及其制备方法和应用。

一种表面包覆正极材料，包括基体和包覆所述基体的包覆层，所述基体为正极材料，所述包覆层的组分含有偏磷酸铝。

上述表面包覆正极材料通过采用偏磷酸铝形成包覆层，有效地改善了锂离子电池正极材料的循环性能，特别是高温循环性能。具体地：偏磷酸铝中的P＝O键，能够有效的抵抗电解液对正极材料的表面侵蚀，同时可以避免正极材料与电池中的电解液发生副反应，延长循环使用寿命。且偏磷酸盐是二元磷酸盐中最稳定的磷酸盐，相比于其他磷酸盐或磷酸酯，在高温下稳定更高，能够显著改善电池的高温循环性能。

在其中一实施例中，所述包覆层的组分还含有氧化铝。

通过采用偏磷酸铝和氧化铝共同制备的包覆层来包覆正极材料，可以更进一步地改善正极材料的常温和高温循环性能，特别是高温循环的改善效果尤为显著。

在其中一实施例中，所述偏磷酸铝和所述氧化铝的质量比大于等于10.5:1。

在其中一实施例中，所述包覆层由偏磷酸铝和氧化铝的混合物制备而成。

在其中一实施例中，所述包覆层为单层或多层结构。

在其中一实施例中，所述包覆层为多层结构，其中至少一层为偏磷酸铝层，至少一层为氧化铝层。

在其中一实施例中，所述正极材料为三元正极材料、二元正极材料及其他能够作为正极的材料。

在其中一实施例中，所述三元正极材料为镍钴锰三元正极材料或镍钴铝三元正极材料。

一种表面包覆正极材料的制备方法，包括以下步骤：

在基体上形成包覆层，，得到表面包覆正极材料，其中，所述包覆层的组分含有偏磷酸铝，所述基体为正极材料。

上述方法通过将偏磷酸铝负载到基体上，可以显著改善正极材料的常温和高温循环性能，延长电池的使用寿命，且该方法操作简单方便，原料来源广泛，适宜工业生产应用。

在其中一实施例中，在基体上形成包覆层的步骤包括以下步骤：

提供磷酸一氢铝和/或磷酸二氢铝的浆液；