本發(fā)明屬于鋰離子電池材料，具體涉及正極材料的包覆改性。

背景技術(shù)：

1、正極材料是鋰離子電池的重要組成部分，正極材料的性能在很大程度上影響了由其組裝的鋰離子電池的充放電性能。鎳鈷錳三元正極材料由于過渡金屬間的協(xié)同效應(yīng)，具有高比容量、低成本和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，被大量用于便攜設(shè)備、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能領(lǐng)域。但是，在電池的充放電過程中，三元正極材料與電解液接觸并處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，脫鋰后的正極材料與電解液直接接觸，容易與電解液發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致正極材料中的部分金屬離子溶解到電解液中，破壞正極材料的結(jié)構(gòu)，影響電池的循環(huán)壽命、倍率性能和安全性能等。對(duì)正極材料進(jìn)行包覆修飾提升正極材料的性能是目前的常規(guī)做法。選擇合適的包覆材料以及包覆工藝至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的是提供一種包覆改性的正極材料及其制備方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下具體的技術(shù)方案。

3、首先，本發(fā)明提供一種包覆改性的正極材料，包括基體和沿基體的核心至表面的方向上依次分布的第一包覆層和第二包覆層；所述第一包覆層的材料為b2o3；所述第二包覆層的材料為copccl。

4、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，所述基體的化學(xué)通式為linixcoymnzo2，其中，0.7≤x＜1，0≤y≤0.2，0＜z≤0.3，x+y+z=1。

5、其次，本發(fā)明提供一種包覆改性的正極材料的制備方法，包括以下步驟：

6、步驟s1，將正極材料加入到h3bo3的乙醇溶液中，攪拌，蒸干，干燥，得到粉末；粉末在惰性氣氛下熱解，得到復(fù)合材料；所述正極材料的化學(xué)通式為linixcoymnzo2，其中，0.7≤x＜1，0≤y≤0.2，0＜z≤0.3，x+y+z=1；

7、步驟s2，燒結(jié)復(fù)合材料與copccl研磨混合后的混合物料，得到包覆改性的正極材料。

8、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，h3bo3的乙醇溶液中h3bo3的濃度為0.5~1.5g/l。

9、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，所述正極材料與h3bo3的乙醇溶液的固液比為4-6g：100ml。

10、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，所述蒸干的方式為水浴加熱或油浴加熱。

11、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，所述熱解的溫度為600-1000℃。

12、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，復(fù)合材料與copccl的質(zhì)量比為100：0.5-2。

13、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，所述燒結(jié)的溫度為700~1000℃；所述燒結(jié)的時(shí)間為2~8h。

14、在進(jìn)一步的優(yōu)選方案中，通過以下方法制備copccl：將鄰苯二甲腈與cocl2按照摩爾比4：1的比例溶于1,2-二氯苯中，攪拌并加熱，得到反應(yīng)產(chǎn)物；在反應(yīng)產(chǎn)物中加入乙醚，充分混合后過濾，即得到copccl。

15、優(yōu)選地，所述cocl2與1,2-二氯苯的固液比為1-2g：50ml。

16、優(yōu)選地，加熱的溫度為180-220℃。

17、基于同樣的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明提供一種電池，包括前述包覆改性的正極材料。

18、包覆策略是一種常見的正極材料改性方法，不同的包覆材料通常發(fā)揮不同的作用。本發(fā)明利用多組分包覆的方法對(duì)正極材料進(jìn)行改性。首先將b2o3原位生長在正極材料表面，增加正極材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時(shí)增加容量；然后再修飾一層copccl，由于copccl具有較強(qiáng)的催化作用，能加速離子電子的傳輸，對(duì)鋰離子具有較高的電化學(xué)活性等優(yōu)勢，有利于鋰離子的脫嵌，可以進(jìn)一步提高循環(huán)過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，增強(qiáng)反應(yīng)速率，提升循環(huán)性能。

19、本發(fā)明上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案能至少實(shí)現(xiàn)以下有益效果之一：

20、利用多組分包覆的方法對(duì)正極材料進(jìn)行改性，利用包覆的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，增強(qiáng)正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，抵抗充放電過程中的結(jié)構(gòu)變化，提高電池的循環(huán)性能。

21、本發(fā)明的包覆工藝簡單，易操作，可大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種包覆改性的正極材料，其特征在于，包括基體和沿基體的核心至表面的方向上依次分布的第一包覆層和第二包覆層；所述第一包覆層的材料為b2o3；所述第二包覆層的材料為copccl。

2.如權(quán)利要求1所述的包覆改性的正極材料，其特征在于，所述基體的化學(xué)通式為linixcoymnzo2，其中，0.7≤x＜1，0≤y≤0.2，0＜z≤0.3，x+y+z=1。

3.一種包覆改性的正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.如權(quán)利要求3所述的包覆改性的正極材料的制備方法，其特征在于，所述h3bo3的乙醇溶液中h3bo3的濃度為0.5~1.5g/l；所述正極材料與h3bo3的乙醇溶液的固液比為4~6g：100ml。

5.如權(quán)利要求3所述的包覆改性的正極材料的制備方法，其特征在于，所述熱解的溫度為600~1000℃。

6.如權(quán)利要求3所述的包覆改性的正極材料的制備方法，其特征在于，復(fù)合材料與copccl的質(zhì)量比為100：0.5~2；所述燒結(jié)的溫度為700~1000℃；所述燒結(jié)的時(shí)間為2~8h。

7.如權(quán)利要求3-6任一項(xiàng)所述的包覆改性的正極材料的制備方法，其特征在于，通過以下方法制備copccl：將鄰苯二甲腈與cocl2按照摩爾比4：1溶于1,2-二氯苯中，攪拌并加熱，得到反應(yīng)產(chǎn)物；在反應(yīng)產(chǎn)物中加入乙醚，充分混合后過濾，即得到copccl。

8.如權(quán)利要求7所述的包覆改性的正極材料的制備方法，其特征在于，所述cocl2與1,2-二氯苯的固液比為1~2g：50ml。

9.如權(quán)利要求7所述的包覆改性的正極材料的制備方法，其特征在于，加熱的溫度為180~220℃。

10.一種電池，其特征在于，包括權(quán)利要求1或2所述的包覆改性的正極材料或權(quán)利要求3~9任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的包覆改性的正極材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于鋰離子電池材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了包覆改性的正極材料及其制備方法、電池。包覆改性的正極材料包括基體和沿基體的核心至表面的方向上依次分布的第一包覆層和第二包覆層；所述第一包覆層的材料為B<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;；所述第二包覆層的材料為CoPcCl。將正極材料加入到H<subgt;3</subgt;BO<subgt;3</subgt;的乙醇溶液中，攪拌，蒸干，干燥，得到粉末；粉末在惰性氣氛下熱解，得到復(fù)合材料；燒結(jié)復(fù)合材料與CoPcCl研磨混合后的混合物料，得到包覆改性的正極材料。利用多組分包覆的方法對(duì)正極材料進(jìn)行改性，利用包覆的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，增強(qiáng)正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，抵抗充放電過程中的結(jié)構(gòu)變化，提高電池的循環(huán)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：琚文旗,張寶,程磊,徐寶和,鄧鵬,林可博
受保護(hù)的技術(shù)使用者：帕瓦（長沙）新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26