[发明专利]一种锂离子电池正极材料表面包覆固态电解质的方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池正极材料表面包覆固态电解质的方法，采用无机酸与正极材料表面的碱发生中和反应，制备表面包覆有高导锂离子固态电解质纳米层的正极材料。本发明提供可行的合成锂离子电池正极材料表面包覆固态电解质的方法，合成工艺简便，合成材料成本低廉。

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，更具体地说，涉及一种锂离子电池正极材料表面包覆固态电解质的方法。

背景技术

随着能源问题日益突出，寻找新型储能装置成为人们开发和利用能源的研究重点。锂离子电池由于比能量高、循环寿命长、环境友好等优点已在电子设备、电动汽车等领域被广泛应用。正极材料作为锂离子电池重要核心之一，直接影响到锂离子电池能量密度和循环稳定性。然而，正极材料表面残碱量较高不仅导致正极低的容量，而且也直接导致循环性能降低。这类材料如镍钴锰酸锂(NCM)正极材料(LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，0＜x，y＜1)，镍钴铝酸锂(NCA)正极材料(LiNi_xCo_yAl_1-x-yO₂，0＜x，y＜1)，富锂正极材料(xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(0＜x＜1，M＝Ni，Co，Mn))和LiNi_1.5Mn_0.5O₄等。同时这些特性直接影响到正极材料在未来固态电池中使用，为此需要对其表面进行改性。表面包覆是一种解决电池不可逆容量损失和循环恶化等问题的有效方法。包覆层可以有效地减少副反应，降低电极极化程度，抑制金属离子溶解，维持材料结构稳定，从而提高电极材料的电化学性能。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种锂离子电池正极材料表面包覆固态电解质的方法，提供可行的合成锂离子电池正极材料表面包覆固态电解质的方法，合成工艺简便，合成材料成本低廉。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种锂离子电池正极材料表面包覆固态电解质的方法：

采用无机酸与正极材料表面的碱发生中和反应，制备表面包覆有高导锂离子固态电解质纳米层的正极材料。

所述无机酸为氢氟酸、硼酸、偏硼酸、钛酸、磷酸、亚磷酸、偏磷酸、多聚磷酸、原磷酸、硅酸中的一种或几种。

所述无机酸的浓度为0.001M～0.5M。

所述正极材料的PH值为碱性。

所述正极材料为镍钴锰酸锂正极材料、镍钴铝酸锂正极材料、富锂正极材料或LiNi_1.5Mn_0.5O₄正极材料。

所述中和反应的环境为冰水浴。

所述中和反应的条件为搅拌。

所述搅拌的反应时间为0.1小时～6小时。

所述高导锂离子固态电解质纳米层的厚度为5nm～2000nm。

根据本发明的另一个方面，提供一种锂离子电池正极材料，所述正极材料的表面按照上述方法进行固态电解质的表面包覆处理。

本发明所提供的一种锂离子电池正极材料表面包覆固态电解质的方法，通过该方法能够获取表面包覆高的固态电解质正极材料，还包括以下几点有益效果：

1)本发明方法能够精确地控制导锂离子固态电解质层的厚度，容易实现规模化生产；