[发明专利]一种电池正负极活性材料及其制备方法

说明书

本发明涉及电池领域，具体而言，涉及一种电池正负极活性材料及其制备方法，包括活性材料和包覆所述活性材料的包覆膜，包覆膜的厚度为0.2nm‑20μm。其制备方法为，将盐酸多巴胺加入到缓冲溶液中，混合均匀后，再加入活性材料，搅拌；过滤，得到包覆后的活性材料，清洗，烘干，即得到所述包覆材料。通过包覆膜将活性材料进行包裹，活性材料外部的包覆物可有效降低活性材料‑电解液界面上的反应，提高电池的循环寿命。并且，该制备活性材料的制备方法简单，易操作，对设备的要求低，可广泛的在工业上应用，其不仅适用于电池的正极活性材料，还适用于电池的负极活性材料。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体而言，涉及一种电池正负极活性材料及其 制备方法。

背景技术

传统燃油对环境的负面影响多，如导致温室效应、酸雨等环境问题。 环保型能源对环境的污染小，受到人们的青睐。锂电池就是一种新型的环 保能源。锂电池作为一种新能源，其高能量密度，高实用性，在生活的各 个场景中的应用也越发广泛，例如耳机、汽车轮船等，随着其形态的不 同，使用领域也在不断扩大。

目前，锂电芯种类较多，如磷酸铁锂(LFP)，钴酸锂(LCO)，二元 体系(NM_x)三元锂电芯(如NCM，NCA)及其衍生物。锂电芯的高能量密 度一方面带来了使用上的方便，但同时在使用过程中也存在许多的安全风 险；并且由于锂电池结构上的特点，目前无法完全避免使用过程中存在的 安全风险。在诸多安全风险中，电池胀气现象最为普遍，如不能得到有效 的控制，会降低电池的使用寿面，严重者还会导致锂电池爆炸，危及使用 者的人身安全。

锂电池胀气的原因有很多，其主要的原因是因为锂电芯内部的有机 物，如电解液及有机溶剂等，在充放电过程中的分解，而产生气体。因此 减少锂电池内部气体的产生，是解决胀气问题的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池正负极活性材料，其通过包覆膜将活 性材料进行包裹，活性材料外部的包覆物可有效降低活性材料-电解液直 接接触界面上的反应，提高电池的循环寿命。

本发明的另一目的在于提供一种电池正负极活性材料的制备方法，将 活性材料加入到含多巴胺的缓冲溶液中，在活性材料的表面形成致密的聚 多巴胺包覆膜，且聚多巴胺包覆膜紧密的依附在活性材料的表面，使得电 池内部有机系统稳定，进而减少活性材料与电解液的反应，减少电池胀 气，提高电池的循环寿命。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一方面，本发明实施例提供一种电池正负极活性材料，包括活性材料 和包覆所述活性材料的包覆膜，包覆膜的厚度为0.2nm-20μm。

电池在正常充放电过程中，电压达到特定值以上时，活性材料会释放 含氧自由基，该自由基非常不稳定，在充放电条件下，容易与电解液发生 反应，生成气体副产物，随着气体副产物在电池内部的积累，电池的安全 性能将显著降低，是因为过多的气体增加了电池内部的导电性和内部压 强，进而加速电池的老化。为延长锂电池的使用寿命，以及电池的充放电 循环性能，防止电池在使用过程中膨胀，本发明通过在活性材料的表面制 备包覆膜，以隔离含氧自由基，避免活性材料与电解液反应产生气体，进 而从根源上解决电池胀气的问题。

本发明用0.2nm-20μm的包覆膜将活性材料包裹，该包覆膜对有机溶 剂和电解质稳定，具有较高的锂离子通过率；该包覆膜可有效的阻隔活性 材料在电解液的界面处发生化学反应，进而减少电池内部在充放电过程中 产生的气体，防止电池胀气。再者，本发明的包覆膜的厚度范围广，可适 用于不同的电池，以满足不同电池对包覆膜厚度的需求。将包覆膜的厚度 控制纳米级，其不仅能阻隔活性材料与电解液的界面反应，并且，电池中 的锂离子的通过率高，电池的充放电性能优异。

另一方面，本发明实施例提供一种电池正负极活性材料的制备方法， 其包括：将盐酸多巴胺加入到缓冲溶液中，混合均匀后，再加入活性材 料，搅拌，过滤，得到包覆后的活性材料，清洗，烘干，即得到所述正负 极活性材料。