[发明专利]一种锂电池复合单晶正极材料的界面改性方法

权利要求书

1.一种锂电池复合单晶正极材料的界面改性方法，包括以下步骤：

1）配制丙烯腈单体溶液，向其中加入光引发剂，再将单体溶液雾化，喷撒在单晶正极材料表面，随后将处理过的正极材料放置于机械融合机里进行融合；

2）在机械融合机中，将融合的材料在紫外灯照射下，进行聚合反应，聚合物均匀的包覆在正极材料表面；

3)聚合反应结束后，将聚合物包覆的正极材料置于管式炉中，在150-300℃下热处理，得到界面改性的复合单晶正极材料；

所述单晶正极材料和丙烯腈单体的质量配比为5-30：1；

在丙烯腈单体溶液中，还加入带有碳碳不饱和双键的咪唑盐离子液体单体，丙烯腈和咪唑盐离子液体单体的摩尔比为10-15:1；

所述咪唑盐离子液体单体的阳离子为含烯基基团取代的咪唑阳离子，所述含烯基基团选自乙烯基、丙烯基、丁烯基、丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基；阴离子为六氟磷酸根、四氟硼酸根、双(三氟甲烷磺酰)亚胺根、双氟磺酰亚胺根、氯离子和溴离子中的一种。

2.如权利要求1所述的界面改性方法，其特征在于，所述单晶正极材料选自LiNiO₂、LiCoO₂、LiNiMn_2-bO₄，其中1b0、LiNi_xCo_yB_1-x-yO₂，其中B为Mn或者Al, 1x0、1y0，rLi₂MnO₃·(1-r)LiRO₂，其中R为Co、Mn、Ni 中的一种或者多种，1r0；所述单晶正极材料一次颗粒的粒径范围在2-10µm。

3.如权利要求2所述的界面改性方法，其特征在于，所述单晶正极材料为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，以镍元素为主，x≥0.5。

4.如权利要求2所述的界面改性方法，其特征在于，所述单晶正极材料一次颗粒的粒径范围在3-8µm。

5.如权利要求1所述的界面改性方法，其特征在于，单晶正极材料和丙烯腈单体的质量配比为10-15:1。

6.如权利要求1所述的界面改性方法，其特征在于，所述离子液体单体为1-丙烯酸烷基酯基-咪唑的盐，结构如下通式(I)所示：

(I)

其中,n为1-20的整数；R为碳原子数1-6的烷基或碳原子为6-20的芳基，所述碳原子数1-6的烷基或碳原子为6-20芳基任选被卤素、烷基、卤代烷基、烷氧基、羟基、硝基取代；所述烷基、卤代烷基、烷氧基的碳原子数位1-6个；X^-阴离子选自六氟磷酸根、四氟硼酸根、双(三氟甲烷磺酰)亚胺根、双氟磺酰亚胺根、氯离子和溴离子中的一种。

7.如权利要求6所述的界面改性方法，其特征在于，通式(I)中，n为4-10的整数，R为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、苯基、连苯基或萘基。

8.如权利要求1所述的界面改性方法，其特征在于，所述咪唑盐离子液体单体选自1-乙烯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐、1-乙烯基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐、1-丙烯酸丁酯-3-甲基咪唑双氟磺酰亚胺盐、1-丙烯酸己酯-3-甲基咪唑双氟磺酰亚胺盐、1-丙烯酸己酯-3-苯基咪唑双氟磺酰亚胺盐、1-丙烯酸癸酯-3-甲基咪唑双氟磺酰亚胺盐和1-丙烯酸十二烷基酯-3-甲基咪唑双氟磺酰亚胺盐中的至少一种。

9.如权利要求1所述的界面改性方法，其特征在于，引发单体聚合的方式，采用光引发剂在紫外光照射下引发碳碳双键的自由基聚合；光引发剂选自二苯基乙酮、二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮，安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香丁醚中的至少一种；和/或引发剂的用量为单体总质量的0.1-1%。