本說明書涉及鋰電池，尤其涉及一種鋰電池正極材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著近年來新能源汽車的迅猛發(fā)展和全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展的日益關(guān)注，儲(chǔ)能材料的研究和應(yīng)用成為熱點(diǎn)。在眾多儲(chǔ)能技術(shù)中，鋰離子電池(lib)因其高能量密度、長(zhǎng)壽命和高效率而備受矚目，成為清潔技術(shù)革命的核心。在過去的十年里，全球鋰離子電池的產(chǎn)量迅速增加，但鋰離子電池的能量密度卻不夠高，遠(yuǎn)未能滿足市場(chǎng)需求。為了提升容量，通過提高電壓上限來提取更多的鋰是一種思路，但這通常會(huì)導(dǎo)致電池的容量隨著循環(huán)而迅速降低。因此，有必要提供一種鋰電池正極材料及其制備方法，提高正極材料的高壓穩(wěn)定性，從而有效提升鋰電池的容量和性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本說明書實(shí)施例提供一種鋰電池正極材料，所述正極材料包括：有序?qū)訝钪黧w；表面梯度無序結(jié)構(gòu)層，所述表面梯度無序?qū)拥牡谝缓穸仍诘谝活A(yù)設(shè)厚度范圍內(nèi)；過渡層，所述過渡層位于所述有序?qū)訝钪黧w和所述表面梯度無序結(jié)構(gòu)層之間，所述過渡層的第二厚度在第二預(yù)設(shè)厚度范圍內(nèi)。

2、在一些實(shí)施例中，所述表面梯度無序結(jié)構(gòu)層由輔助元素輔助制備形成，所述輔助元素包括ta元素。

3、在一些實(shí)施例中，所述第一預(yù)設(shè)厚度范圍為4-20nm。

4、在一些實(shí)施例中，所述第一預(yù)設(shè)厚度范圍為4-15nm。

5、在一些實(shí)施例中，所述第一預(yù)設(shè)厚度范圍為5-10nm。

6、在一些實(shí)施例中，所述第二預(yù)設(shè)厚度范圍為5-15nm。

7、在一些實(shí)施例中，所述第二預(yù)設(shè)厚度范圍為6-12nm。

8、在一些實(shí)施例中，所述第二預(yù)設(shè)厚度范圍為6-8nm。

9、本說明書實(shí)施例還提供一種鋰電池正極材料的制備方法，上述正極材料，所述方法包括：在第一容器和第二容器中分別加入醋酸鋰和無水乙醇以及乙醇鉭和無水乙醇，所述乙醇鉭與所述醋酸鋰的質(zhì)量比在預(yù)設(shè)比例范圍內(nèi)；將所述第二容器中的溶液滴入所述第一容器的溶液中，形成混合溶液；在所述混合溶液中加入鈷酸鋰，并進(jìn)行攪拌和干燥處理，形成干燥物；對(duì)所述干燥物進(jìn)行煅燒處理，得到所述正極材料，所述煅燒處理采用預(yù)設(shè)溫度曲線。

10、在一些實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)溫度曲線至少包括升溫階段和降溫階段，所述升溫階段與所述降溫階段基本對(duì)稱。

11、在本說明書實(shí)施例中，通過在正極材料制備過程中引入輔助元素(例如，鉭元素)，以及對(duì)制備工藝的控制(例如，煅燒處理過程中溫度曲線的設(shè)計(jì))，使得制得的正極材料呈現(xiàn)三層結(jié)構(gòu)(有序?qū)訝钪黧w+過渡層+表面梯度無序?qū)?。表面梯度無序?qū)泳鶆蚋采w于正極材料表面，不僅能夠提供優(yōu)良的離子電導(dǎo)率，還能夠抑制電極材料內(nèi)部有序結(jié)構(gòu)與電解質(zhì)的接觸，阻止表面副反應(yīng)和氧氣的析出，進(jìn)而保護(hù)正極材料表面脆弱的晶格，有效提高正極材料性能。

技術(shù)特征：

1.一種鋰電池正極材料，其特征在于，所述正極材料包括：

2.如權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述表面梯度無序結(jié)構(gòu)層由輔助元素輔助制備形成，所述輔助元素包括ta元素。

3.如權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)厚度范圍為4-20nm。

4.如權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)厚度范圍為4-15nm。

5.如權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)厚度范圍為5-10nm。

6.如權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)厚度范圍為5-15nm。

7.如權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)厚度范圍為6-12nm。

8.如權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)厚度范圍為6-8nm。

9.一種鋰電池正極材料的制備方法，用于制備如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)中所述的正極材料，其特征在于，所述方法包括：

10.如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)溫度曲線至少包括升溫階段和降溫階段，所述升溫階段與所述降溫階段基本對(duì)稱。

技術(shù)總結(jié)
本說明書提供一種鋰電池正極材料，正極材料包括有序?qū)訝钪黧w、表面梯度無序結(jié)構(gòu)層及位于有序?qū)訝钪黧w和表面梯度無序結(jié)構(gòu)層之間的過渡層。表面梯度無序結(jié)構(gòu)層的第一厚度在第一預(yù)設(shè)厚度范圍內(nèi)，過渡層的第二厚度在第二預(yù)設(shè)厚度范圍內(nèi)。本說明書還提供一種鋰電池正極材料的制備方法，該制備方法包括：在第一容器和第二容器中分別加入醋酸鋰和無水乙醇以及乙醇鉭和無水乙醇，乙醇鉭與醋酸鋰的質(zhì)量比在預(yù)設(shè)比例范圍內(nèi)；將第二容器中的溶液滴入第一容器的溶液中，形成混合溶液；在混合溶液中加入鈷酸鋰，并進(jìn)行攪拌和干燥處理，形成干燥物；對(duì)干燥物進(jìn)行煅燒處理，得到正極材料，煅燒處理采用預(yù)設(shè)溫度曲線。

技術(shù)研發(fā)人員：邵瑞文,吳子祺,楊文,常曉雪,王雨禾,鄭夢(mèng)怡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2