CN111755698A - 一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法 - Google Patents

一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111755698A
CN111755698A CN202010641220.8A CN202010641220A CN111755698A CN 111755698 A CN111755698 A CN 111755698A CN 202010641220 A CN202010641220 A CN 202010641220A CN 111755698 A CN111755698 A CN 111755698A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solid electrolyte
oxide solid
precursor solution
positive electrode
coated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010641220.8A
Other languages
English (en)
Inventor
李亚男
黄进鑫
张博晨
杜孝龙
李冬冬
汤艳萍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAIC Motor Corp Ltd
Original Assignee
SAIC Motor Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAIC Motor Corp Ltd filed Critical SAIC Motor Corp Ltd
Priority to CN202010641220.8A priority Critical patent/CN111755698A/zh
Publication of CN111755698A publication Critical patent/CN111755698A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C01B25/45—Phosphates containing plural metal, or metal and ammonium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/043—Lithium aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/002—Compounds containing, besides titanium, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/003—Titanates
    • C01G23/005—Alkali titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00—Compounds of zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G33/00—Compounds of niobium
    • C01G33/006—Compounds containing, besides niobium, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G35/00—Compounds of tantalum
    • C01G35/006—Compounds containing, besides tantalum, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本申请公开了一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法，其中，该方法首先获取氧化物固态电解质前驱体溶液，然后利用所述氧化物固态电解质前驱体溶液包覆正极材料，最后对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料进行烧结，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料，由于氧化物固态电解质前驱体溶液在包覆正极材料时为液体形态，有利于实现对正极材料的均匀包覆，并且在包覆过程中正极材料可通过鼓入气体的方式使其在悬浮状态下往复运动，可使得氧化物固态电解质更加均匀的包覆正极材料颗粒，实现良好的包覆效果，有利于提高利用固态电解质的锂离子电池的离子电导率，从而实现提高锂离子电池的倍率性能的目的。

Description

一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法
技术领域
本申请涉及电池技术领域，更具体地说，涉及一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法。
背景技术
锂电池，又称锂离子电池，属于二次电池，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
锂离子电池大多采用有机碳酸酯类作为电解液，电解液是提供锂离子电池正常工作所需离子的介质，并保证锂离子电池工作中发生的化学反应是可逆的。但由于电解液在循环过程中的不稳定性，容易生分解反应，从而造成电池过充、内部短路和产气等异常情况的发生，可能导致自燃或***的危险。
因此目前研究人员尝试采用固态电解质替代电解液，以实现提高锂离子电池稳定性的目的。但由于固态电解质无法像液体电解质一样浸润于正极材料颗粒之间，导致正极材料二次颗粒之间的离子电导率较低，锂离子在正极材料中扩散困难，导致锂离子电池的倍率性能较差，无法应用于对倍率性能有严格要求的场景如动力电池领域，严重地制约全固态电池的工业化应用。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法，以实现提高利用固态电解质的锂离子电池的离子电导率，从而提高锂离子电池的倍率性能的目的。
为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一种氧化物固态电解质包覆的正极材料的制备方法，包括：
获取氧化物固态电解质前驱体溶液；
利用所述氧化物固态电解质前驱体溶液，包覆正极材料；
对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料进行烧结，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料。
可选的，所述氧化物固态电解质包括：
Li1+xAlxTi2-x(PO4)3、Li7-xLa3Zr2-xMxO12(M＝Ta,Nb)(0﹤x﹤2)，LixLa2/3-xTiO3、LiAlO2，Li2ZrO3和Li4Ti5O12中的任意一种或多种；
所述氧化物固态电解质前驱体溶液包括Li1+xAlxTi2-x(PO4)3、Li7-xLa3Zr2-xMxO12(M＝Ta,Nb)(0﹤x﹤2)，LixLa2/3-xTiO3、LiAlO2，Li2ZrO3和Li4Ti5O12中的任意一种或多种的前驱体溶液。
可选的，所述获取氧化物固态电解质前驱体溶液包括：
根据所述氧化物固态电解质包括的氧化物种类，确定预设化学计量比；
根据所述预设化学计量比，在容器中加入锂源、铝源、钛源、镧源、锆源、钽源和铌源中几种，以获得预设混合物；
对所述预设混合物进行搅拌，并在搅拌条件下加入预设溶剂，以获取均一溶液；
在所述均一溶液中加入柠檬酸或氨水，以获得所述氧化物固态电解质前驱体溶液。
可选的，所述预设溶剂包括：去离子水、酒精、异丙醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺和丙酮中的任意一种或多种。
可选的，所述利用所述氧化物固态电解质前驱体溶液，包覆正极材料包括：
按照预设比例，根据要包覆的正极材料质量确定氧化物固态电解质前躯体溶液的添加量，将所述氧化物固态电解质前驱体溶液按照确定的添加量放入包覆设备的液态供给槽；所述预设比例为所述氧化物固态电解质前驱体溶液与所述正极材料的比例；
在所述包覆设备的原料供给槽放入预设质量的正极材料；
利用所述包覆设备通入预设气体，以使所述正极材料悬浮在所述包覆设备的颅腔内；
利用所述包覆设备向所述颅腔内通入所述氧化物固态电解质前驱体溶液，以使所述氧化物固态电解质前驱体溶液包覆所述正极材料。
可选的，所述包覆设备包括流化床机或包覆机。
可选的，所述预设气体包括空气、氧气和惰性气体中的一种或多种。
可选的，所述对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料进行烧结，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料包括：
在预设温度条件下，对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料热处理预设时间，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料；
所述预设温度的取值范围为0-2000℃，所述预设时间的取值范围为0-72h。
一种氧化物固态电解质包覆的正极材料，包括：
正极材料；
包覆所述正极材料的氧化物固态电解质。
可选的，所述氧化物固态电解质包括：
Li1+xAlxTi2-x(PO4)3、Li7-xLa3Zr2-xMxO12(M＝Ta,Nb)(0﹤x﹤2)，LixLa2/3-xTiO3、LiAlO2，Li2ZrO3和Li4Ti5O12中的任意一种或多种。
可选的，所述正极材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、二元材料镍钴酸锂、二元材料镍锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂、三元材料镍钴铝酸锂以及磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、二元材料镍钴酸锂、二元材料镍锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂和三元材料镍钴铝酸锂的改性掺杂物中的任意一种。
可选的，所述氧化物固态电解质占正极材料的质量比为0～80％，不包括端点值。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法，其中，所述氧化物固态电解质包覆的正极材料的制备方法首先获取氧化物固态电解质前驱体溶液，然后利用所述氧化物固态电解质前驱体溶液包覆正极材料，最后对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料进行烧结，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料，由于氧化物固态电解质前驱体溶液在包覆正极材料时为液体形态，有利于实现对正极材料的均匀包覆，并且在包覆过程中正极材料可通过鼓入气体的方式使其在悬浮状态下往复运动，可使得氧化物固态电解质更加均匀的包覆正极材料颗粒，实现良好的包覆效果，有利于提高利用固态电解质的锂离子电池的离子电导率，从而实现提高锂离子电池的倍率性能的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的一种氧化物固态电解质包覆的正极材料的制备方法的流程示意图；
图2为本申请的另一个实施例提供的一种氧化物固态电解质包覆的正极材料的制备方法的流程示意图；
图3为本申请的又一个实施例提供的一种氧化物固态电解质包覆的正极材料的制备方法的流程示意图；
图4为本申请的再一个实施例提供的一种氧化物固态电解质包覆的正极材料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
正如背景技术中所述，目前商业化的锂离子电池采用有机碳酸酯类作为电解液，在循环过程中由于有机电解液在不稳定，容易发生分解反应，从而造成电池过充、内部短路和产气等异常情况的发生，可能导致自燃或***的危险。用固态电解质代替液体电解质，可以避免液体电解质带来的负面作用，提高电池的安全性能和循环寿命。另外，固态电解质由于具有较强的机械强度，可以将锂金属作为锂离子电池的负极，从而极大地提高锂离子电池的能量密度。因此，全固态锂离子电池被认为下一代高安全性能和高能量密度锂离子电池体系的必然选择。
由于固态电解质无法像液体电解质一样浸润于正极材料颗粒之间，导致正极材料二次颗粒之间的离子电导率较低，锂离子在正极材料中扩散困难，导致锂离子电池的倍率性能较差，无法应用于对倍率性能有严格要求的场景如动力电池领域，严重地制约全固态电池的工业化应用。目前公认的解决方案之一是将固态电解质包覆于正极表面，在正极颗粒之间构建锂离子的网状通道，同时能够避免正极材料与电解质之间的直接接触，减少正极材料与电解质之间的副反应，常用的包覆方法是机械混合法，溶胶凝胶法。其中机械混合法主要依靠之间材料与固态电解质的机械接触，不仅对固态电解质本身粒径有较高的要求，一般要达到较高的包覆效果，固态电解质本身的粒径都要达到纳米级别，而且机械混合法很难对正极材料表面实现均匀的包覆，只能达到岛状包覆的效果(参见中国专利CN109004201A《一种适用于聚合物基固态电解质的核-壳结构的高电压正极材料的制备方法及其应用》)溶胶凝胶法相对机械混合法，由于采用液态法，包覆效果有较大的改善，能够实现表面的均匀包覆，但是溶胶凝胶法工业放大较为困难(参加中国专利《一种包覆全固态锂离子电解质材料Li7La3Zr2O12的方法》)。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种氧化物固态电解质包覆的正极材料的制备方法，包括：
获取氧化物固态电解质前驱体溶液；
利用所述氧化物固态电解质前驱体溶液，包覆正极材料；
对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料进行烧结，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料。
所述氧化物固态电解质包覆的正极材料的制备方法首先获取氧化物固态电解质前驱体溶液，然后利用所述氧化物固态电解质前驱体溶液包覆正极材料，最后对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料进行烧结，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料，由于氧化物固态电解质前驱体溶液在包覆正极材料时为液体形态，有利于实现对正极材料的均匀包覆，并且在包覆过程中正极材料可通过鼓入气体的方式使其在悬浮状态下往复运动，可使得氧化物固态电解质更加均匀的包覆正极材料颗粒，实现良好的包覆效果，有利于提高利用固态电解质的锂离子电池的离子电导率，从而实现提高锂离子电池的倍率性能的目的。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本说明书所提及的“实施例”或类似用语表示与实施例有关的特性、结构或特征，包括在本发明的至少一实施例中。因此，本说明书所出现的用语“在一实施例中”、“在实施例中”以及类似用语可能但不必然都指向相同实施例。
再者，本发明所述特性、结构或特征可以以任何方式结合在一个或多个实施例中。以下说明将提供许多特定的细节，比如编程序、软件模块、用户选择、网络交易、数据库查询、数据库结构、硬件模块、硬件电路、硬件芯片等例子，以提供对本发明实施例的了解。然而相关领域的普通技术人员将看出本发明，即使没有利用其中一个或多个特定细节，或利用其它方法、组件、材料等亦可实施。另一方面，为避免混淆本发明，公知的结构、材料或操作并没有详细描述。
本申请实施例提供了一种氧化物固态电解质包覆的正极材料的制备方法，如图1所示，包括：
S101：获取氧化物固态电解质前驱体溶液；
S102：利用所述氧化物固态电解质前驱体溶液，包覆正极材料；
S103：对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料进行烧结，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料。
其中，可选的，所述氧化物固态电解质包括：
Li1+xAlxTi2-x(PO4)3(LATP)、Li7-xLa3Zr2-xMxO12(M＝Ta,Nb)(0﹤x﹤2)(LLZMO)，LixLa2/3-xTiO3(LLTO)、LiAlO2(LAO)，Li2ZrO3(LZO)和Li4Ti5O12(LTO)中的任意一种或多种；
相应的，所述氧化物固态电解质前驱体溶液包括Li1+xAlxTi2-x(PO4)3、Li7-xLa3Zr2- xMxO12(M＝Ta,Nb)(0﹤x﹤2)，LixLa2/3-xTiO3、LiAlO2，Li2ZrO3和Li4Ti5O12中的任意一种或多种的前驱体溶液。
所述正极材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、二元材料镍钴酸锂、二元材料镍锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂、三元材料镍钴铝酸锂以及磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、二元材料镍钴酸锂、二元材料镍锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂和三元材料镍钴铝酸锂的改性掺杂物中的任意一种。
最终获得的氧化物固态电解质包覆的正极材料中，所述氧化物固态电解质占正极材料的质量比为0～80％，不包括端点值。
可选的，参考图2，所述获取氧化物固态电解质前驱体溶液包括：
S1011：根据所述氧化物固态电解质包括的氧化物种类，确定预设化学计量比；
S1012：根据所述预设化学计量比，在容器中加入锂源、铝源、钛源、镧源、锆源、钽源和铌源中几种，以获得预设混合物；
S1013：对所述预设混合物进行搅拌，并在搅拌条件下加入预设溶剂，以获取均一溶液；
S1014：在所述均一溶液中加入柠檬酸或氨水，以获得所述氧化物固态电解质前驱体溶液。
其中，所述预设溶剂包括：去离子水、酒精、异丙醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮NMP、四氢呋喃、二甲基甲酰胺DMF和丙酮中的任意一种或多种。
可选的，参考图3，所述利用所述氧化物固态电解质前驱体溶液，包覆正极材料包括：
S1021：按照预设比例，根据要包覆的正极材料质量确定氧化物固态电解质前躯体溶液的添加量，将所述氧化物固态电解质前驱体溶液按照确定的添加量放入包覆设备的液态供给槽；所述预设比例为所述氧化物固态电解质前驱体溶液与所述正极材料的比例；
S1022：在所述包覆设备的原料供给槽放入预设质量的正极材料
S1023：利用所述包覆设备通入预设气体，以使所述正极材料悬浮在所述包覆设备的颅腔内；
S1024：利用所述包覆设备向所述颅腔内通入所述氧化物固态电解质前驱体溶液，以使所述氧化物固态电解质前驱体溶液包覆所述正极材料。
其中，所述包覆设备包括流化床机或包覆机。
所述预设气体包括空气、氧气和惰性气体中的一种或多种。
可选的，参考图4，所述对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料进行烧结，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料包括：
S1031：在预设温度条件下，对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料热处理预设时间，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料；
所述预设温度的取值范围为0-2000℃，所述预设时间的取值范围为0-72h。
下面对本申请实施例提供的氧化物固态电解质包覆的正极材料进行描述，下文描述的氧化物固态电解质包覆的正极材料可与上文描述的氧化物固态电解质包覆的正极材料的制备方法相互对应参照。
相应的，本申请实施例提供了一种氧化物固态电解质包覆的正极材料，包括：
正极材料；
包覆所述正极材料的氧化物固态电解质。
可选的，所述氧化物固态电解质包括：
Li1+xAlxTi2-x(PO4)3、Li7-xLa3Zr2-xMxO12(M＝Ta,Nb)(0﹤x﹤2)，LixLa2/3-xTiO3、LiAlO2，Li2ZrO3和Li4Ti5O12中的任意一种或多种。
可选的，所述正极材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、二元材料镍钴酸锂、二元材料镍锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂、三元材料镍钴铝酸锂以及磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、二元材料镍钴酸锂、二元材料镍锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂和三元材料镍钴铝酸锂的改性掺杂物中的任意一种。
可选的，所述氧化物固态电解质占正极材料的质量比为0～80％，不包括端点值。
综上所述，本申请实施例提供了一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法，其中，所述氧化物固态电解质包覆的正极材料的制备方法首先获取氧化物固态电解质前驱体溶液，然后利用所述氧化物固态电解质前驱体溶液包覆正极材料，最后对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料进行烧结，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料，由于氧化物固态电解质前驱体溶液在包覆正极材料时为液体形态，有利于实现对正极材料的均匀包覆，并且在包覆过程中正极材料可通过鼓入气体的方式使其在悬浮状态下往复运动，可使得氧化物固态电解质更加均匀的包覆正极材料颗粒，实现良好的包覆效果，有利于提高利用固态电解质的锂离子电池的离子电导率，从而实现提高锂离子电池的倍率性能的目的。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种氧化物固态电解质包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，包括：
获取氧化物固态电解质前驱体溶液；
利用所述氧化物固态电解质前驱体溶液，包覆正极材料；
对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料进行烧结，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化物固态电解质包括：
Li1+xAlxTi2-x(PO4)3、Li7-xLa3Zr2-xMxO12(M＝Ta,Nb)(0﹤x﹤2)，LixLa2/3-xTiO3、LiAlO2，Li2ZrO3和Li4Ti5O12中的任意一种或多种；
所述氧化物固态电解质前驱体溶液包括Li1+xAlxTi2-x(PO4)3、Li7-xLa3Zr2-xMxO12(M＝Ta,Nb)(0﹤x﹤2)，LixLa2/3-xTiO3、LiAlO2，Li2ZrO3和Li4Ti5O12中的任意一种或多种的前驱体溶液。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取氧化物固态电解质前驱体溶液包括：
根据所述氧化物固态电解质包括的氧化物种类，确定预设化学计量比；
根据所述预设化学计量比，在容器中加入锂源、铝源、钛源、镧源、锆源、钽源和铌源中几种，以获得预设混合物；
对所述预设混合物进行搅拌，并在搅拌条件下加入预设溶剂，以获取均一溶液；
在所述均一溶液中加入柠檬酸或氨水，以获得所述氧化物固态电解质前驱体溶液。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设溶剂包括：去离子水、酒精、异丙醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺和丙酮中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述氧化物固态电解质前驱体溶液，包覆正极材料包括：
按照预设比例，根据要包覆的正极材料质量确定氧化物固态电解质前躯体溶液的添加量，将所述氧化物固态电解质前驱体溶液按照确定的添加量放入包覆设备的液态供给槽；所述预设比例为所述氧化物固态电解质前驱体溶液与所述正极材料的比例；
在所述包覆设备的原料供给槽放入预设质量的正极材料；
利用所述包覆设备通入预设气体，以使所述正极材料悬浮在所述包覆设备的颅腔内；
利用所述包覆设备向所述颅腔内通入所述氧化物固态电解质前驱体溶液，以使所述氧化物固态电解质前驱体溶液包覆所述正极材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述包覆设备包括流化床机或包覆机。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设气体包括空气、氧气和惰性气体中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料进行烧结，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料包括：
在预设温度条件下，对包覆有所述氧化物固态电解质前驱体溶液的正极材料热处理预设时间，以获得氧化物固态电解质包覆的正极材料；
所述预设温度的取值范围为0-2000℃，所述预设时间的取值范围为0-72h。
9.一种氧化物固态电解质包覆的正极材料，其特征在于，包括：
正极材料；
包覆所述正极材料的氧化物固态电解质。
10.根据权利要求9所述的氧化物固态电解质包覆的正极材料，其特征在于，所述氧化物固态电解质包括：
Li1+xAlxTi2-x(PO4)3、Li7-xLa3Zr2-xMxO12(M＝Ta,Nb)(0﹤x﹤2)，LixLa2/3-xTiO3、LiAlO2，Li2ZrO3和Li4Ti5O12中的任意一种或多种。
11.根据权利要求9所述的氧化物固态电解质包覆的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、二元材料镍钴酸锂、二元材料镍锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂、三元材料镍钴铝酸锂以及磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、二元材料镍钴酸锂、二元材料镍锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂和三元材料镍钴铝酸锂的改性掺杂物中的任意一种。
12.根据权利要求9所述的氧化物固态电解质包覆的正极材料，其特征在于，所述氧化物固态电解质占正极材料的质量比为0～80％，不包括端点值。
CN202010641220.8A 2020-07-06 2020-07-06 一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法 Pending CN111755698A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010641220.8A CN111755698A (zh) 2020-07-06 2020-07-06 一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010641220.8A CN111755698A (zh) 2020-07-06 2020-07-06 一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111755698A true CN111755698A (zh) 2020-10-09

Family

ID=72679565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010641220.8A Pending CN111755698A (zh) 2020-07-06 2020-07-06 一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111755698A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114057235A (zh) * 2021-10-27 2022-02-18 荆门市格林美新材料有限公司 一种镍钴锰三元前驱体包覆latp的方法
CN114388759A (zh) * 2022-01-13 2022-04-22 厦门大学 一种双包覆复合材料及其制备方法和应用
CN114613951A (zh) * 2020-12-09 2022-06-10 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种固态电池正极材料的包覆方法及正极材料、固态电池

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105144438A (zh) * 2013-05-07 2015-12-09 同和控股（集团）有限公司 正极活性物质粉末及其制造方法
CN105552322A (zh) * 2015-12-13 2016-05-04 浙江美达瑞新材料科技有限公司 四元离子复合改性的锂离子电池正极材料及其制备方法
CN108448055A (zh) * 2018-03-12 2018-08-24 中国科学院物理研究所 锂离子电池正极材料及其制备方法
CN109461894A (zh) * 2017-12-29 2019-03-12 北京当升材料科技股份有限公司 一种固态锂离子电池用正极复合材料及其制备方法
CN109585797A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 横店集团东磁股份有限公司 一种包覆改性电极材料及其制备方法
CN109666918A (zh) * 2018-11-07 2019-04-23 中国科学院过程工程研究所 一种基于流化床化学气相沉积法制备金属氟化物包覆锂离子电池正极材料的***及方法
CN109888208A (zh) * 2019-01-25 2019-06-14 高点(深圳)科技有限公司 锂离子电池正极材料及其制法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105144438A (zh) * 2013-05-07 2015-12-09 同和控股（集团）有限公司 正极活性物质粉末及其制造方法
CN105552322A (zh) * 2015-12-13 2016-05-04 浙江美达瑞新材料科技有限公司 四元离子复合改性的锂离子电池正极材料及其制备方法
CN109585797A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 横店集团东磁股份有限公司 一种包覆改性电极材料及其制备方法
CN109461894A (zh) * 2017-12-29 2019-03-12 北京当升材料科技股份有限公司 一种固态锂离子电池用正极复合材料及其制备方法
CN108448055A (zh) * 2018-03-12 2018-08-24 中国科学院物理研究所 锂离子电池正极材料及其制备方法
CN109666918A (zh) * 2018-11-07 2019-04-23 中国科学院过程工程研究所 一种基于流化床化学气相沉积法制备金属氟化物包覆锂离子电池正极材料的***及方法
CN109888208A (zh) * 2019-01-25 2019-06-14 高点(深圳)科技有限公司 锂离子电池正极材料及其制法和应用

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114613951A (zh) * 2020-12-09 2022-06-10 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种固态电池正极材料的包覆方法及正极材料、固态电池
WO2022121636A1 (zh) * 2020-12-09 2022-06-16 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种固态电池正极材料的包覆方法及正极材料、固态电池
CN114057235A (zh) * 2021-10-27 2022-02-18 荆门市格林美新材料有限公司 一种镍钴锰三元前驱体包覆latp的方法
WO2023071449A1 (zh) * 2021-10-27 2023-05-04 荆门市格林美新材料有限公司 一种镍钴锰三元前驱体包覆latp的方法
CN114388759A (zh) * 2022-01-13 2022-04-22 厦门大学 一种双包覆复合材料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111755698A (zh) 一种氧化物固态电解质包覆的正极材料及其制备方法
CN108134069A (zh) 一种锂离子电池正极材料的复合改性方法
CN109755512A (zh) 一种高镍长寿命多元正极材料及其制备方法
CN111640936B (zh) 一种富锂锰基正极材料及其制备方法、锂离子电池
CN110061226B (zh) 亚氧化钛包覆的正极材料、正极材料的制备方法及锂离子电池
CN114229918B (zh) 钠离子电池正极材料中相比例的调控方法、及钠离子电池正极材料、其制备和用途
CN109659519A (zh) TiO2纳米纤维包覆的锂离子电池三元正极材料制备方法及产品
CN107785555A (zh) 一种锂离子电池、改性锂离子电池正极材料及其制备方法
CN111056578A (zh) 一种富锂锰基正极材料改性方法
CN113381006A (zh) 一种复合正极材料及其制备方法和锂离子电池
EP4391112A1 (en) Composite coating method for highly-compacted nickelic layered positive electrode material of solid-state battery
CN110790248B (zh) 具有花状结构的铁掺杂磷化钴微米球电极材料及其制备方法和应用
CN110112387B (zh) 一种亚氧化钛包覆改性的正极材料及其制备方法
CN110970601B (zh) 一种双梯度包覆的高镍三元正极材料及其制备方法
CN111029542A (zh) 一种普鲁士蓝类材料包覆锂离子电池三元正极材料及其制备方法
CN111370689B (zh) 一种钌、铝共掺杂钴酸锂正极材料及其制备方法
CN105552311A (zh) 一种抑制正极材料放电中值电压衰减的改性方法
CN116805684A (zh) 一种Al、Zn、Ti和Fe共掺杂双相层状氧化物钠离子电池高熵正极材料
CN114843468B (zh) 一种无钴高镍三元梯度锂离子电池正极材料及其制备方法
CN116979039A (zh) 一种钙钛矿型导体包覆的三元正极材料及制备方法
CN110176595A (zh) 一种锂离子电池正极材料LiMnO2@C及其制备方法
CN115806319A (zh) 一种层状高熵氧化物、其制备方法及其应用
CN110098384A (zh) 一种改性钴酸锂及其制备和应用
CN109638259B (zh) 一种复合三元正极材料及其制备方法
CN114079043A (zh) 一种高镍正极材料和锂离子电池及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201009

RJ01 Rejection of invention patent application after publication