[发明专利]一种玻璃态包覆型正极材料及其制备方法

说明书

一种玻璃态包覆型正极材料，包括正极材料基体和包覆于正极材料基体表面的玻璃态物质Li_3‑3fAl_fBO₃，其中，0＜f＜1。本发明的制备方法：按照Li_3‑3fAl_fBO₃配比称取原料，并先将称好的Al源溶解于乙醇溶剂中，再加入B源，搅拌，得到包覆溶液；再将Li源加入包覆溶液中，搅拌，得玻璃态粘稠胶状包覆物质；将玻璃态胶状包覆物质加入待包覆的正极材料基体中，搅拌，干燥，筛分，烧结，破碎，筛分，即得到玻璃态包覆型正极材料。本发明中采用的包覆物为一种致密呈玻璃态物质，粘附能力强，包覆后可填补正极材料颗粒表面空隙孔洞，有效降低比表面积，减少电解液与正极材料的副反应，防止结构塌陷，提升长循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料领域，尤其涉及一种玻璃态包覆型正极材料及其制备方法。

背景技术

近年来，在国内外政府的大力支持下，新能源电动汽车越来越受到关注并得到快速发展。作为电动汽车的核心技术，动力电池的研究成为关键。锂离子电池凭借比容量高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、环境友好等优点，被公认为最具发展潜力的电动车用动力电池。而动力电池的性能则又主要取决于正极材料。

理想的动力锂电正极材料的最基本要求就是具有长循环寿命，目前要求至少与整车寿命的一半相匹配(8～10年)，循环次数要达到3000次以上，其次是安全性能，这两点是制约正极材料应用于动力电池领域的技术难题之一。目前，为解决正极材料长循环寿命和安全性能问题，通常采用无机电化学活性金属氧化物掺杂或包覆，掺杂金属元素替代正极材料主要金属元素位置，增强键能，但是这种包覆物使得正极材料颗粒不直接检测出电解液，防止主元素溶出，晶格塌陷缩短循环寿命，影响安全性能等；而且，采用金属氧化物的包覆，一般为颗粒物包覆，难以形成均匀致密包覆层，与电解液还是存在部分接触，不能很好的阻隔电解液的侵蚀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种玻璃态包覆型正极材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种玻璃态包覆型正极材料，包括正极材料基体和包覆于正极材料基体表面的玻璃态物质Li_3-3fAl_fBO₃，其中，0＜f＜1。

硼是合成玻璃的一种重要元素，高温下，其氧化物或者硼酸根化合物会形成熔融玻璃态物质，其与Al、Li结合，高温下反应会产生玻璃态物质Li_3-3fAl_fBO₃，从而可在正极材料基体表面形成一层致密的玻璃态包覆层，有效消除正极材料循环过程中与电解液接触带来的副反应；同时，Li系数0＜3-3f＜3，此时，包覆物质处于缺Li状态，包覆在正极材料表面时，正极材料表面的残余Li则扩散至玻璃态包覆物中，起到降低残Li，进而提升高温存储性能。

本发明的正极材料中将玻璃态呈胶状的Li_3-3fAl_fBO₃作为正极材料基体的包覆物，能够与正极材料很好的接触紧密粘附形成致密的包覆层，完美了解决了常规颗粒物包覆的缺陷。

上述的包覆型正极材料，优选的，所述玻璃态物质Li_3-3fAl_fBO₃的重量占正极材料重量的0.01～2％。

上述的包覆型正极材料，优选的，该正极材料比表面积为0.2～0.9m²/g；振实密度为1.5～2.5g/cm³。