[發明專利]鋰電池復合正極材料及其制備方法以及一種鋰電池正極

在審

• 申請號: 201711096085.8
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107887589A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 江瑩冰;楊世峰;高勇謙
• 申請（專利權）人: 東莞深圳清華大學研究院創新中心
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產權代理有限公司44272
• 代理人: 張作林

1.鋰電池復合正極材料，其特征在于：包括正極材料顆粒，正極材料顆粒為中心核，中心核外面周圍包覆有三氧化二鑭包覆層，三氧化二鑭包覆層外包覆有氧化鈰包覆層，中心核的直徑為10 nm -10μm。

2.根據權利要求1所述的鋰電池復合正極材料，其特征在于：所述正極材料為鎳鈷錳酸鋰Li(NiCoMn)O₂（NCM），鎳鈷鋁鋰（NCA）、磷酸鐵鋁（LiFePO₃）的任一種或以上。

3.根據權利要求1所述的鋰電池復合正極材料，其特征在于：所述氧化鈰包覆層厚度為1-50nm；三氧化二鑭包覆層厚度為1-50nm。

4.根據權利要求3所述的鋰電池復合正極材料，其特征在于：所述氧化鈰包覆層厚度為5-30nm；三氧化二鑭包覆層厚度為5-30nm。

5.根據權利要求1所述的鋰電池復合正極材料，其特征在于：所述三氧化二鑭包覆層和氧化鈰包覆層通過熱原子層沉積循環（ALD）包覆在正極材料粉末上。

6.鋰電池復合正極材料的制備方法為：a、將正極材料顆粒置于ALD系統的處理腔室中，處理腔室在沉積過程期間被抽真空至0.3至0.5mbar的范圍內的壓力，并且正極材料顆粒在沉積過程期間被保持在100-200℃的溫度下；b、用去離子水脈沖0.1-1S，進行吸附反應30-100S，c、然后用惰性氣體吹掃多余的水，d、用三（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮）鑭脈沖1-10S，吸附反應30-100S，e、用惰性氣體吹掃多余的三（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮）鑭; f、步驟b、c、d、e為一個熱原子層沉積(ALD)循環，依次重復進行步驟b、c、d、e實現三氧化二鑭在正極顆粒材料表面逐層生長；g、用去離子水脈沖0.1-1S，進行吸附反應30-100S，h、然后用惰性氣體吹掃多余的水，i、用有機金屬化合物Ce (mmp)₄脈沖1-10S，吸附反應30-100S，j、用惰性氣體吹掃多余的有機金屬化合物Ce (mmp)₄；k、步驟g、h、i、j為一個熱原子層沉積(ALD)循環，依次重復進行步驟g、h、i、j實現氧化鈰在正極顆粒材料的三氧化二鑭包覆層的表面逐層生長，最終形成權利要求1-5任一項所述的鋰電池復合正極材料。

7.根據權利要求6所述的鋰電池復合正極材料的制備方法，所述惰性氣體為氬氣、氮氣、氦氣的任一種。

8.一種鋰電池正極，其特征在于：采用了權利要求1-5任一項所述的鋰電池復合正極材料。