[发明专利]复合正极材料及其制备方法以及锂离子电池

说明书

本申请涉及锂电池领域，涉及一种复合正极材料及其制备方法以及锂离子电池。该材料包括内核、第一保护层及第二保护层。第一保护层的成分包括二氧化硅。第二保护层的成分包括导电聚合物。通过设置包括二氧化硅的第一保护层，对三元正极材料内核形成了惰性保护效果，有效抑制了三元正极材料内核与电解液的副反应，从而提高了电极循环稳定性。通过设置包括导电聚合物的第二保护层，提高了三元正极材料内核的电化学性能。通过使第一保护层连接于三元正极材料、第二保护层连接于第一保护层，极大地提高了整个复合正极材料三层之间的连接强度，保证了整个复合正极材料结构的稳定性，从而能够保证锂离子电池的循环稳定性。

技术领域

本申请涉及锂电池领域，具体而言，涉及一种复合正极材料及其制备方法以及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有很多优异的性能，例如长循环寿命、大能量密度、高工作电压等。

正极材料对于锂离子电池的能量密度、比容量、稳定性等性能均有影响。

三元正极材料具有高能量密度的特点。但是目前常见的三元正极材料存在容易与电解液发生副反应，影响电极循环稳定性的缺点。另有的一些技术对三元正极材料采用碳包覆进行了改性，但是这种包覆得到的核壳结构，碳壳很容易遭到破坏。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种复合正极材料及其制备方法以及锂离子电池，其旨在解决如何有效抑制三元内核与电解液的副反应。

第一方面，本申请提供一种复合正极材料，包括：

内核，内核为三元正极材料；

第一保护层，第一保护层连接在内核的表面；第一保护层的成分包括二氧化硅；以及

第二保护层，第二保护层连接在第一保护层的表面，第二保护层的成分包括导电聚合物。

本申请的复合正极材料通过设置包括二氧化硅的第一保护层，对三元正极材料内核形成了惰性保护效果，有效抑制了三元正极材料内核与电解液的副反应，从而提高了电极循环稳定性。通过设置包括导电聚合物的第二保护层，提高了三元正极材料内核的电化学性能。进一步地，通过使第一保护层连接于三元正极材料、第二保护层连接于第一保护层，极大地提高了整个复合正极材料三层之间的连接强度，保证了整个复合正极材料结构的稳定性，从而能够保证锂离子电池的循环稳定性。相对于现有技术中的碳包覆核壳结构，极大地提高了内核和外层的连接强度，解决了核壳结构容易遭到破坏的问题。

在本申请的其他实施例中，上述第一保护层与三元正极材料通过第一共价键连接；

可选地，第一共价键包括硅氧键。

在本申请的其他实施例中，上述第二保护层与第一保护层通过第二共价键连接。

在本申请的其他实施例中，上述导电聚合物为聚苯胺。可选地，第二共价键包括氮碳键。

在本申请的其他实施例中，上述三元正极材料为镍钴锰三元正极材料，化学分子式为Li(Ni_1-x-yCo_xMn_y)O₂，其中0x1，0y1。

可选地，上述三元正极材料的粒径为3μm-20μm。

第二方面，本申请提供一种复合正极材料的制备方法，包括：

将三元正极材料与硅烷偶联剂反应，使硅烷偶联剂水解生成第一保护层连接在三元正极材料表面，第一保护层的成分包括二氧化硅；

然后与聚合物单体进行原位聚合反应，生成第二保护层连接在第一保护层表面，第二保护层的成分包括导电聚合物。