[发明专利]一种三元正极材料@氮化钛核壳结构复合材料及制备方法

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，所述三元正极材料为镍钴锰NCM或镍钴铝NCA，其特征在于，包括包覆步骤和转化步骤；

其中，所述包覆步骤包括：

将所述NCM或NCA粉体置于气相反应器中，在惰性气氛下进行流化，加热至包覆反应温度；将惰性气氛携带的钛源蒸气TiCl₄和水蒸气导入所述气相反应器中进行沉积反应，包覆反应时间后停止通入所述钛源蒸气TiCl₄和水蒸气，冷却获得所述NCM或NCA@二氧化钛TiO₂核壳结构中间体；

所述转化步骤包括：

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，冷却获得所述NCM或NCA@TiN核壳结构复合物；

在所述将惰性气氛携带的钛源蒸气TiCl₄和水蒸气导入所述气相反应器中进行沉积反应的步骤前，还包括：

对所述钛源蒸气TiCl₄和所述水蒸气进行预热的步骤，以使所述钛源蒸气TiCl₄和所述水蒸气达到预设温度。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述NCM或NCA粉体的粒度为纳米至微米级；

在所述在惰性气氛下进行流化，加热至包覆反应温度的过程中，

所述惰性气氛的气速为50-1000mL/min，升温速度为5-20℃/min。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述钛源蒸气TiCl₄和水蒸气进行预热的步骤，包括：

分别对所述钛源蒸气TiCl₄和水蒸气进行预热。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述将惰性气氛携带的钛源蒸气TiCl₄和水蒸气导入所述气相反应器中进行沉积反应的过程，具体为：

分别将预热后的钛源蒸气TiCl₄和预热后的所述水蒸气导入所述气相反应器中。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述包覆反应时间后停止通入所述钛源蒸气TiCl₄和水蒸气的过程之后，还包括：

通入惰性气体进行吹扫并保温预设时间。

6.如权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，

所述TiCl₄蒸气和水蒸气的体积比为1:1~20；所述TiCl₄蒸气与所述惰性气氛的体积比为1:1~20，所述水蒸气与所述惰性气氛的体积比为1：1~60。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述包覆反应温度为800~1200℃，包覆反应时间为0.5-6h。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，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%。