[發明專利]一種基于微波輔助的鋰離子電池正極材料的表面包覆方法

在審

• 申請號: 201911336908.9
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111082060A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 倪旺;宗軍;劉勝男;劉逸駿;丁飛;劉興江
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 王超

本發明屬于表面包覆方法領域，所述基于微波輔助的鋰離子電池正極材料的表面包覆方法包括以下步驟：步驟一：將用于表面包覆的含氟無機物和無氟無機物溶于去離子水中；步驟二：將需要進行表面包覆處理的鋰離子電池正極材料倒入上述第一步制備的溶液中；步驟三：將步驟二制備的溶液放入微波反應裝置中，進行微波輔助合成；步驟四：進行水洗并干燥；步驟五：在惰性氣氛下進行熱處理。本發明提供一種通過微波輔助反應的方法，可使鋰離子電池正極材料表面均勻包覆一層電化學穩定性高的無機薄層，從而阻止充放電過程中鋰離子電池正極材料與電解液接觸，從而提升其充放電過程中的穩定性的基于微波輔助的鋰離子電池正極材料的表面包覆方法。

技術領域

本發明屬于表面包覆方法領域，尤其涉及一種基于微波輔助的鋰離子電池正極材料的表面包覆方法。

背景技術

現有技術和缺陷：

鋰離子電池是當前電化學儲能技術領域中的應用最為廣泛的一類儲能器件。鋰離子電池具有能量密度高和自放電率低的特點，在新能源器件、3C電子產品中有者越來越廣泛的應用。如何進一步提升鋰離子電池的能量密度成為國內外研究熱點。

從鋰離子電池的能量密度計算公式可以知道，其能量密度決定于正負極材料的比容量和平臺電壓，正負極材料的比容量越高，正極材料平臺電壓越高，負極材料平臺電壓越低，其能量密度越高。由于正極材料的比容量(140-200mAh/g)遠低于負極材料(350-1000mAh/g)，因此，對于全電池，提升正極材料的比容量和平臺電壓對能量密度的提升影響更大。提高電池的充電電截止電壓不僅可以提高材料的放電比容量，同時也可以提升其平臺電壓，從而顯著提升器件的能量密度。然而，隨著充電截止電壓的提升，正極材料與電解液的副反應隨之加劇，從而對電池的循環壽命和安全性產生很大影響，過大的副反應甚至可能引發鋰離子電池熱失控從而引起爆炸或起火等問題。因此，需要通過對鋰離子電池正極材料進行表面包覆，從而提升其界面穩定性，防止與電解液發生副反應，從而提升其循環穩定性和安全性。

解決上述技術問題的難度和意義：

因此，基于這些問題，提供一種通過微波輔助反應的方法，可使鋰離子電池正極材料表面均勻包覆一層電化學穩定性高的無機薄層，從而阻止充放電過程中鋰離子電池正極材料與電解液接觸，從而提升其充放電過程中的穩定性的基于微波輔助的鋰離子電池正極材料的表面包覆方法具有重要的現實意義。

發明內容

本發明目的在于為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種通過微波輔助反應的方法，可使鋰離子電池正極材料表面均勻包覆一層電化學穩定性高的無機薄層，從而阻止充放電過程中鋰離子電池正極材料與電解液接觸，從而提升其充放電過程中的穩定性的基于微波輔助的鋰離子電池正極材料的表面包覆方法。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：

一種基于微波輔助的鋰離子電池正極材料的表面包覆方法，所述基于微波輔助的鋰離子電池正極材料的表面包覆方法包括以下步驟：

步驟一：將用于表面包覆的含氟無機物和無氟無機物溶于去離子水中，攪拌并充分溶解；

步驟二：將需要進行表面包覆處理的鋰離子電池正極材料倒入上述第一步制備的溶液中，充分攪拌；

步驟三：將步驟二制備的溶液放入微波反應裝置中，進行微波輔助合成，得到前驅體材料；

步驟四：將步驟三得到的前驅體材料進行水洗并干燥；

步驟五：將步驟四得到的材料在惰性氣氛下進行熱處理。

該方法首先將用于表面包覆的含氟無機物和無氟無機物溶于去離子水中，攪拌并充分溶解，然后將需要進行表面包覆處理的鋰離子電池正極材料倒入上述溶液中，充分攪拌，使得顆粒充分分散，顆粒表面被溶液包圍，隨后通過微波輔助反應的方式實現鋰離子電池正極材料原位包覆。