[發(fā)明專利]一種全固態(tài)鋰離子電池復(fù)合型正極材料及其制備方法和全固態(tài)鋰離子電池有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210310216.9 | 申請(qǐng)日： | 2012-08-28 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN103633329A | 公開(kāi)（公告）日： | 2014-03-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 裴佳寧 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 華為技術(shù)有限公司 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | H01M4/62 | 分類(lèi)號(hào)： | H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202 | 代理人： | 郝傳鑫;熊永強(qiáng) |
| 地址： | 518129 廣東*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 固態(tài) 鋰離子電池 復(fù)合型 正極 材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種全固態(tài)鋰離子電池復(fù)合型正極材料，其特征在于，包括正極活性材料和設(shè)置在所述正極活性材料表面的包覆層，所述正極活性材料為鈷酸鋰，鎳酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵鋰，鎳鈷錳酸鋰，五氧化二釩，三氧化鉬和二硫化鈦中的一種或多種，所述包覆層的材料為鈦酸鋰Li4TiO4、釩酸鋰Li3VO4或釩酸鋰LiVO3、鋰鐵氧化物L(fēng)iFeO2、鋰銅氧化物L(fēng)i2CuO2、鋯酸鋰Li4ZrO4、鈮酸鋰Li3NbO4、鉬酸鋰Li2MoO4、鉭酸鋰Li3TaO4和鎢酸鋰Li2WO4中的一種或多種。
2.如權(quán)利要求1所述的一種全固態(tài)鋰離子電池復(fù)合型正極材料，其特征在于，所述包覆層的厚度為0.1~100nm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種全固態(tài)鋰離子電池復(fù)合型正極材料，其特征在于，所述包覆層的厚度為1~50nm。
4.如權(quán)利要求1所述的一種全固態(tài)鋰離子電池復(fù)合型正極材料，其特征在于，所述包覆層遠(yuǎn)離正極活性材料的一側(cè)不含有正極活性材料。
5.如權(quán)利要求1所述的一種全固態(tài)鋰離子電池復(fù)合型正極材料的制備方法，其特征在于，將正極活性材料置于基板上作為襯底，包覆層的材料作為靶材，置于射頻磁控濺射設(shè)備內(nèi)，采用射頻磁控濺射的方法在所述正極活性材料表面制備包覆層，得到具有包覆層的全固態(tài)鋰離子電池復(fù)合型正極材料；
在所述射頻磁控濺射過(guò)程中，使用氬氣作為濺射氣體，所用射頻磁控濺射設(shè)備內(nèi)壓為1~3Pa，氬氣導(dǎo)入量為10sccm，作用于所述包覆層的材料的高頻功率為100~300W。
6.如權(quán)利要求1所述的一種全固態(tài)鋰離子電池復(fù)合型正極材料的制備方法，其特征在于，將正極活性材料置于基板上作為襯底，包覆層的材料作為靶材，置于脈沖激光沉積設(shè)備內(nèi)，采用脈沖激光沉積的方法在所述正極活性材料表面沉積制備包覆層，得到具有包覆層的全固態(tài)鋰離子電池復(fù)合型正極材料；
在所述脈沖激光沉積過(guò)程中，保護(hù)性氣體為氬氣或氦氣，保護(hù)性氣體氣壓為1~10Pa，脈沖激光的波長(zhǎng)為355nm，頻率為10Hz，脈寬10ns，能量密度為2~5J/cm2，靶材和襯底之間的距離為6cm，靶材和襯底的自轉(zhuǎn)速度為10~20r/min，沉積時(shí)襯底的溫度為300℃，沉積時(shí)間為20~40min。
7.如權(quán)利要求1所述的一種全固態(tài)鋰離子電池復(fù)合型正極材料的制備方法，其特征在于，將正極活性材料置于基板上作為襯底，包覆層的材料作為電子束蒸發(fā)源，置于電子束蒸發(fā)設(shè)備中，采用電子束蒸發(fā)的方法在所述正極活性材料表面制備包覆層，得到具有包覆層的全固態(tài)鋰離子電池復(fù)合型正極材料；
在電子束蒸發(fā)的過(guò)程中，使用氬氣作為濺射氣體，電子束蒸發(fā)源與襯底間的距離為30~50cm，電子束加熱蒸發(fā)功率為300w，沉積速率為200~300nm/h。
8.一種全固態(tài)鋰離子電池，包括正極、負(fù)極和硫化物基固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述正極包含權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的全固態(tài)鋰離子電池復(fù)合型正極材料。
9.如權(quán)利要求8所述的全固態(tài)鋰離子電池，其特征在于，所述硫化物基固態(tài)電解質(zhì)由Li2S以及除Li2S以外的硫化物組成，所述Li2S與除Li2S以外的硫化物的摩爾比為50:50~95:5。
10.如權(quán)利要求8所述的全固態(tài)鋰離子電池，其特征在于，所述除Li2S以外的硫化物為SiS2、P2S5、B2S3、GeS2、Sb2S3、ZrSx、FeSx、FeSx或ZnSx，其中，x=1~3。
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