[发明专利]一种锂离子电池正极材料的包覆结构及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种锂离子电池正极材料的包覆结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

通过机械融合法在正极材料表面包覆电子导电颗粒层；及

在电子导电颗粒层的表面通过液相法包覆固态电解质层，得到所述锂离子电池正极材料的包覆结构；

通过机械融合法在正极材料表面包覆电子导电颗粒层的方法包括：将正极材料和电子导电颗粒加入机械融合机中，进行电子导电颗粒层的包覆；

液相法包覆固态电解质层的方法包括：将包覆有电子导电颗粒层的正极材料与固态电解质的前驱体溶液混合，之后煅烧，完成固态电解质层的包覆；

所述电子导电颗粒层中电子导电颗粒在正极材料的表面呈离散岛状分布；

所述固态电解质层中的固态电解质材料为偏铝酸锂、铌酸锂、钛酸锂、硼酸锂、偏硼酸锂、锆酸锂、锂镧锆氧、锂镧钛氧、磷酸钛铝锂、磷酸锗铝锂及锂磷氧氮的至少一种。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，正极材料和电子导电颗粒的质量比为1:(0.001-0.05)。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，电子导电颗粒的粒径为1-500nm。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将包覆有电子导电颗粒层的正极材料与固态电解质的前驱体溶液混合的方法包括：将固态电解质的前驱体溶液喷入放置包覆有电子导电颗粒层的正极材料的设备中。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述设备包括流化床设备。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的气氛选自氧气、氮气、氩气及空气中的至少一种。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为300-600℃，煅烧时间为0.5-6h。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将正极材料和电子导电颗粒放入机械融合机中，进行电子导电颗粒层的包覆；其中，电子导电颗粒的粒径为1-500nm，正极材料和电子导电颗粒的质量比为1:(0.001-0.05)；及

将包覆有电子导电颗粒的正极材料加入流化床设备中，使用喷嘴将固态电解质前驱体溶液喷入流化床设备中，进行液相包覆，之后置于炉中，在300-600℃的条件下煅烧0.5-6h，其中，煅烧气氛选自氧气、氮气、氩气或空气气氛中的至少一种。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的锂离子电池正极材料的包覆结构，其特征在于，所述包覆结构包括位于正极材料表面的电子导电颗粒层，及位于所述电子导电颗粒层的外层的固态电解质层；

所述电子导电颗粒层中电子导电颗粒在正极材料的表面呈离散岛状分布；

所述固态电解质层中的固态电解质材料为偏铝酸锂、铌酸锂、钛酸锂、硼酸锂、偏硼酸锂、锆酸锂、锂镧锆氧、锂镧钛氧、磷酸钛铝锂、磷酸锗铝锂及锂磷氧氮的至少一种。

10.如权利要求9所述的包覆结构，其特征在于，所述电子导电颗粒层中电子导电颗粒包括金属颗粒、碳颗粒及导电氧化物颗粒中的至少一种。

11.如权利要求9所述的包覆结构，其特征在于，所述正极材料选自钴酸锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝、磷酸铁锂、富锂锰基材料、镍锰尖晶石及锰酸锂中的至少一种。

12.如权利要求9所述的包覆结构，其特征在于，所述电子导电颗粒层中电子导电颗粒的粒径为1-500nm。

13.如权利要求9所述的包覆结构，其特征在于，所述固态电解质层的厚度为1-50nm。

14.如权利要求9所述的包覆结构，其特征在于，正极材料、电子导电颗粒层及固态电解质层的质量之比为1:(0.001-0.05):(0.001-0.05)。