用于锂电池正极材料的铝镓氧三元化合物的制法及应用的制作方法

本发明属于锂电池，具体涉及一种用于锂电池正极材料的铝镓氧三元化合物的制法及应用。

背景技术：

1、锂离子电池的三元正极材料在高压下的内部电化学反应并不理想，需要掺杂或者表面包覆进行改性，其中利用ald沉积al2o3被证明是一个有效的方法，可有效改善电化学稳定性和充放电的循环寿命。现有研究提出利用ald co-pulsing沉积al、ga、o的三元氧化物，但是co-pulsing(al2o3)x(ga2o3)1-x同时引入三甲基铝(tma1)和三甲基镓(tmga)为前驱体进行沉积，需要分别调控两个源的压力、流量，相应管路配套复杂，随着mo源的更换和压力计和流量计的变化，x值存在偏差的可能，可能出现较大偏差时，将影响al含量的均匀性，从而影响nmc锂离子电池的性能。因此，解决tmal、tmga的引入问题是决定(al2o3)x(ga2o3)1-x质量的关键因素，进而影响锂离子电池的性能。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种用于锂电池正极材料的铝镓氧三元化合物的制法及应用，以克服现有技术的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明实施例提供了一种三元氧化物的制备方法，其包括：

4、将镓源与铝源混合均匀，形成第一混合物；其中，所述第一混合物的温度在18℃以上，压力在1atm以上；

5、以及，将锂电池正极材料置于ald原子层沉积系统并通入所述第一混合物及氧源，从而在所述锂电池正极材料表面形成铝镓氧三元化合物。

6、本发明实施例还提供了前述的制备方法制得的铝镓氧三元化合物。

7、本发明实施例还提供了前述的铝镓氧三元化合物在制备锂电池正极材料中的用途。

8、本发明实施例还提供了一种锂电池正极材料，其包括电极及包覆于电极表面的铝镓氧三元化合物；其中，所述铝镓氧三元化合物是采用前述的制备方法制得的。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过在ald沉积时只引入一种前驱体，采用一条气体管路引入反应室，共用同一条气路、流量计和压力计，可简化沉积设备和工艺，实现引入反应室有稳定的ga源和al源量，获得稳定x值的(al2o3)x(ga2o3)1-x，从而实现最优化的(al2o3)x(ga2o3)1-x的沉积，使锂离子电池性能最佳。

技术特征：

1.一种铝镓氧三元化合物的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述镓源包括三甲基镓和/或三乙基镓；优选的，所述镓源的纯度≥99.9999％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述铝源包括三甲基铝；优选的，所述铝源的纯度≥99.9999％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述镓源与铝源的摩尔比为2∶1～1∶2。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氧源包括o3、h2o中的任意一种或两种的组合。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述铝镓氧三元化合物包括(al2o3)x(ga2o3)1-x，其中，0.4＜x＜0.6；优选的，x＝0.5。

8.由权利要求1-7中任一项所述的制备方法制得的铝镓氧三元化合物。

9.权利要求8所述的铝镓氧三元化合物在制备锂电池正极材料中的用途。

10.一种锂电池正极材料，其特征在于，包括电极及包覆于电极表面的铝镓氧三元化合物；其中，所述铝镓氧三元化合物是采用权利要求1-7中任一项所述的制备方法制得的。

技术总结
本发明公开了一种用于锂电池正极材料的铝镓氧三元化合物的制备方法及应用。所述制法包括：将镓源与铝源混合均匀，形成第一混合物；其中，所述第一混合物的温度在18℃以上，压力在1atm以上；以及，将锂电池正极材料置于ALD原子层沉积系统并通入所述第一混合物及氧源，从而在所述锂电池正极材料表面形成铝镓氧三元化合物。本发明通过在ALD沉积时只引入一种前驱体，实现ALD原子层沉积系统中有稳定摩尔比例铝镓氧三元化合物(Al2O3)x(Ga2O3)1‑x的沉积，可简化三元氧化物的制备工艺，通过使用铝源和镓源混合源可得到Al含量均匀的三元化合物。

技术研发人员：徐涛,李娇
受保护的技术使用者：江苏南大光电材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8