[发明专利]能量储存装置正极材料、制备方法以及改性能量储存装置

说明书

本发明公开了一种能量储存装置正极材料、制备方法以及改性能量储存装置；正极材料包括正极活性材料层、第一复合材料层以及第二复合材料层；所述的第一复合材料层包覆在正极活性材料层的外表面，第一复合材料层呈多孔网状；所述第二复合材料包覆于第一复合材料层，第二复合材料层为氧化锆颗粒，且氧化锆颗粒呈多孔中空球形形状；所述第一复合材料层上的孔洞与第二复合材料层上的孔洞连通后，形成用于使锂离子穿过的通道；本发明的有益效果是：极大减少电解液和正极活性材料层的副反应，从而提高能量储存装置寿命。

技术领域

本发明涉及能量储存装置技术领域，更具体的说，本发明涉及一种能量储存装置正极材料、制备方法以及改性能量储存装置。

背景技术

锂系电池包括锂离子电池和锂电池，锂电池主要采用纯锂金属作为电极，由于锂金属较为活泼，因此锂电池具有较大的危险，基于这种情况，我们在日常生活中所使用的一般是锂离子电池，比如在电脑等电子器件中。

锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

锂离子在两个电极之间往返过程中完成的嵌入或者脱嵌过程就是在正极或者负极材料中实现的，由于正负极材料的质量比为3:1-4：1，因此正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低，现有技术中一般直接将钴酸锂、锰酸锂或者磷酸铁锂等活性材料混合胶粘剂导电剂等涂敷在集流体上，放入电池中直接接触电解液，这样会导致正极材料和电解液直接接触，在多次充放电后，正极材料会和电解液发生副反应，降低电池的使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能量储存装置正极材料、制备方法以及改性能量储存装置，具体为能量储存装置正极材料、制备方法以及改性锂离子电池，可极大减少电解液和锂离子正极活性材料层的副反应，从而提高电池寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能量储存装置正极材料，其改进之处在于：包括正极活性材料层、第一复合材料层以及第二复合材料层；

所述的第一复合材料层包覆在正极活性材料层的外表面，第一复合材料层呈多孔网状；所述第二复合材料包覆于第一复合材料层，第二复合材料层为氧化锆颗粒，且氧化锆颗粒呈多孔中空球形形状；

所述第一复合材料层上的孔洞与第二复合材料层上的孔洞连通后，形成用于使锂离子穿过的通道。

在上述的结构中，所述的正极活性材料为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂中的一种。

在上述的结构中，所述的第一复合材料层为硫酸铝与酚醛树脂胶的混合物。

在上述的结构中，所述硫酸铝与酚醛树脂胶的重量比为1：3。

在上述的结构中，所述第一复合材料层上的孔洞的直径为10-15nm。

在上述的结构中，所述氧化锆颗粒上的孔洞的直径为15-20nm。

另一方面，本发明还提供了一种能量储存装置正极材料的制备方法，其改进之处在于，该制备方法包括以下的步骤：

S1、包覆液的制作，将酚醛树脂胶、钠盐和铝盐按质量比3：1：1，一同加入第一溶剂中，酚醛树脂胶与第一溶剂的重量比为2：1，搅拌混合后得到包覆液；

S2、固液混合物的制作，将正极活性材料与包覆液按照质量比1：1混合均匀，得到固液混合物；

S3、第一次烘干与烧结，将固液混合物在惰性气体的保护条件下进行烘干，烘干温度为60-90℃，时间为2-3h，再进行烧结，烧结温度为500-800℃，时间为1-2h，在正极活性材料的外表面形成第一复合材料层；