[发明专利]一种包覆型锂离子电池正极活性材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种包覆型锂离子电池正极活性材料及其制备方法，属于锂离子电池正极材料技术领域。本发明以静电作用力为包覆驱动力，将带相反电荷的正极活性材料粒子和包覆材料粒子在溶液中进行复合化处理，通过静电吸引力使包覆材料粒子吸附在正极活性材料粒子的表面，且与用量相结合，使得正极活性材料粒子表面吸附包覆材料粒子，然后通过烧结，可将阳离子聚电解质和阴离子聚电解质分解，去除影响包覆型正极活性材料性能的有机物，从而得到循环稳定性优异的包覆型正极活性材料。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，尤其涉及一种包覆型锂离子电池正极活性材料及其制备方法。

背景技术

锂离子二次电池(即锂离子电池)主要用在智能手机、笔记本电脑等便携设备上，随着处理速度的提升、主存储装置容量的提高、辅助存储装置的高容量、高速化，所消耗的电量也会随之增大，因此，在机器使用时，作为电源的锂离子电池通常处于高温环境中。充电状态的二次电池在这种高温环境下使用的话，电池内部可能会产生气体，电池壳变形、电池容量低、甚至电池自身的安全性降低等问题都会出现。因此，有必要提升锂离子电池的高温性能，即提升电解液界面的活性物质的稳定性。高温环境下二次电池内部产生气体的结构还未被研究彻底，但可以肯定是由于电解液与活性物质表面的反应造成的。

现在市面上在售的智能手机用的锂离子电池，主要使用的是被包覆过的钴酸锂，如今都在追求电池的使用电压范围上限的提升。以前，钴酸锂只有50％的理论容量能被使用，为了能够提升电池电压(0.15V)，需要推进电池的高容量化。

这其中就有包覆处理，例如：以Mg、Al、Co、K、Na、Ca、Si、Ti、V、Ge、Ga、B、As和Zr中为包覆元素的氧化物，或者含有上述包覆元素的氢氧化物、羟基氧化物(oxyhydroxide)、氧碳酸盐(oxycarbonate)、氢基碳酸盐(hydroxycarbonate)，再或者选择表面处理层含有这些混合物的锂离子二次电池用正极活性物质，在包覆溶液中添加正极活性物质，混合后取出并进行热处理的制造方法(特开2002-15801号公报)。

此外，现有技术通过尝试在活性物质表面包覆化学性能稳定的Al₂O₃、TiO₂或ZrO₂来改善性能，在含实测电池的过充电区域(4.2V以上)在内的范围内反复充放电时的循环特性会提升(A.M.Kannanetal,Electrochemical and Solid-Sate Letters,Vol.6(1)A16-A18(2003))。在上述现有技术中，具体的记载着通过中和/加水分解含有LiCoO₂粒子的包覆原料液，在LiCoO₂粒子表面生成包覆元素的氢氧化物，再在空气中、300℃的温度下进行4h的热处理，就能完成3wt％的氧化铝(粒径约3nm、含有部分AlOOH)、二氧化钛(粒径约6nm、非晶质)或氧化锆(粒径约2nm、非晶质)的包覆。

但是，上述通过浸透法进行的包覆处理，构成包覆层的氧化物粒子对LiCoO₂粒子表面的包覆率低，导致其循环稳定性不能满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包覆型锂离子电池正极活性材料及其制备方法，本发明提供制备方法得到的包覆型锂离子电池正极活性材料的包覆率高，具有较高的循环稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种包覆型锂离子电池正极活性材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将正极活性材料粒子用阴离子聚电解质和阳离子聚电解质交替进行吸附处理，得到带电正极活性材料粒子；所述带电正极活性材料粒子的Zeta电位的绝对值≥500mV；