一种具有稳定界面的改性高镍正极材料及其制备方法、锂离子电池

文档序号:37351968发布日期:2024-03-18 18:33阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种具有稳定界面的改性高镍正极材料,其特征在于,包括基体和包覆于基体上的包覆层,所述基体为高镍正极材料,所述基体的表面包括含锂岩盐相,所述基体的表面掺杂有具有强金属氧键的高价金属a离子,且所述基体的表面的锂镍混排高于体相,所述高价金属a离子的价态不低于+3价,所述包覆层为碳与高价金属a的氧化物的均匀混合物。

2.如权利要求1所述的具有稳定界面的改性高镍正极材料,其特征在于,所述高价金属a为mn、ti、mo、cr、w中的一种或两种以上;

3.如权利要求1或2所述的具有稳定界面的改性高镍正极材料,其特征在于,所述包覆层的厚度为1~200 nm;

4.一种具有稳定界面的改性高镍正极材料的制备方法,其特征在于,包括:

5.如权利要求4所述的具有稳定界面的改性高镍正极材料的制备方法,其特征在于,步骤s1包括:

6.如权利要求5所述的具有稳定界面的改性高镍正极材料的制备方法,其特征在于,所述金属有机盐的化学通式为mm(cahbocxd)n,其中金属元素m为mn、ti、mo、cr、w中的一种或两种以上,(cahbocxd)n为含有-oh、-cho、-cooh、-no2、-so3h、-nh2、rco-中的一种或两种以上官能团的阴离子基团;

7.如权利要求4或5所述的具有稳定界面的改性高镍正极材料的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述热处理的温度为300~650℃;

8.如权利要求5所述的具有稳定界面的改性高镍正极材料的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、甲酰胺、乙腈、丙酮中的一种或两种以上。

9.根据权利要求4或5所述的具有稳定界面的改性高镍正极材料的制备方法,其特征在于,所述金属有机盐中的金属与高镍正极材料的摩尔比为0.01%~2%。

10.锂离子电池,其特征在于,包括如权利要求1~3任意一项所述的具有稳定界面的改性高镍正极材料或如权利要求4~9任意一项所述的制备方法制备得到的具有稳定界面的改性高镍正极材料。


技术总结
本发明提供具有稳定界面的改性高镍正极材料,包括高镍正极材料基体和包覆层,基体的表面包括含锂岩盐相,其表面掺杂有具有强金属氧键的高价金属A离子且其表面的锂镍混排高于体相,包覆层为碳与高价金属A的氧化物的均匀混合物,高价金属A离子的价态不低于+3价。该改性高镍正极材料由金属有机盐均匀包覆镍正极材料后在惰性气氛中进行短时热处理得到。通过碳还原与强M‑O键的协同作用钳制氧空位的含量,构建稳定表面,缓解充放电过程中的相变,提高深度脱锂情况下的锂离子扩散速率,抑制界面副反应的产生,且碳包覆层能提高材料的电子电导率。因此,正极材料的电化学循环稳定性、倍率性能和安全性得到改善。

技术研发人员:王接喜,尤编政,王志兴,闫禹岑,李新海,郭华军,颜果春,段惠,彭文杰
受保护的技术使用者:中南大学
技术研发日:
技术公布日:2024/3/17
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