[发明专利]一种三元正极材料@氮化钛核壳结构复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种三元正极材料@氮化钛核壳结构复合材料的制备方法，其特征在于，所述三元正极材料为镍钴锰NCM或镍钴铝NCA，所述制备方法包括：包覆步骤和转化步骤；

其中，所述包覆步骤包括：

将所述三元正极材料与表面活性剂加入容器中与分散溶液混合，获得混合液；向所述混合液加入含有钛源的前驱体溶液，并加热至包覆反应温度进行包覆反应，获得中间产物；

将所述中间产物在惰性气氛的保护下进行焙烧，获得所述NCM或NCA@二氧化钛TiO₂核壳结构中间体；

其中，所述转换步骤包括：

将所述NCM或NCA@TiO₂核壳结构中间体在气相反应器中通入氮源气体，在高温下进行转化，外层TiO₂层转化为氮化钛TiN层，获得所述NCM或NCA@TiN核壳结构复合材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述包覆步骤中，所述将所述三元正极材料与表面活性剂加入容器中与分散溶液混合的步骤，包括：

先将表面活性剂预先分散于所述分散溶液中，再加入所述三元正极材料粉末。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述包覆步骤中，所述向所述混合液加入含有钛源的前驱体溶液的步骤，包括：

待所述混合液充分混匀后，向所述混合液注入所述前驱体溶液；在注入所述前驱体溶液的过程中，持续进行搅拌。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述包覆步骤中，所述表面活性剂为极性亲水表面活性剂；所述含NCM或NCA粉体与所述表面活性剂的质量比为100：1～10：1。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述包覆步骤中，所述所述分散溶液为醇与水的混合物，所述醇与所述水的体积比为1000：1-10：1。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述包覆反应温度为50-100℃，反应时间为0.5-6h。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述包覆步骤中，

所述焙烧的反应器为固定床或流化床；所述惰性气氛为Ar气，气速为1-1000mL/min；焙烧温度为500-900℃，焙烧时间为3-24h。

8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述转化过程中，所述氮源气体为N₂和/或NH₃；所述氮源气体的气速为100-1000mL/min，所述转化的温度为600-1200℃，转化时间为1-12h。

9.一种三元正极材料@氮化钛核壳结构复合材料，其特征在于，所述复合材料由权利要求1-8中任一项所述的方法所制得，以所述复合材料的总重量为100％计，内层的质量分数为30-95％，外层的质量分数为5-70％；所述外层为高结晶度的TiN，其结晶度不低于90％，其纯度不低于99.5％。

10.如权利要求9所述的复合材料，其特征在于，以所述复合材料的总重量为100％计，内层的质量分数为40-90％，外层的质量分数为10-60％；所述NCM或NCA的颗粒直径为0.1-100μm，所述外层的厚度为1-1000nm。