[發明專利]一種MAX相材料包覆的富鋰錳基正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010920569.5
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112010306B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 賽喜雅勒圖;顧慶文;王雪瑩;劉兆平
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C01B32/90
• 分類號: C01B32/90;C01B21/06;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 豆貝貝

1.一種MAX相材料包覆的富鋰錳基正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

a)在真空條件下，對富鋰錳基材料熱處理，得到熱處理后的富鋰錳基材料；

b)以金屬材料為靶材，在保護性氣體環境中，對所述熱處理后的富鋰錳基材料進行磁控濺射，在富鋰錳基材料表面形成含所述金屬材料的包覆層；

c)在X氣體環境中，對步驟b)得到的材料進行熱處理，得到MAX相材料包覆的富鋰錳基正極材料；

所述金屬材料為M金屬和A金屬，或為M-A合金中的一種或幾種；

所述M金屬選自過渡金屬Ti、V、Cr、Zr、Nb和Ta中的一種或幾種；所述A金屬選自Al、Si、Ge、Sn和Nb中的一種或幾種；

所述X氣體為含N氣體和含C氣體中的一種或幾種；

所述步驟a)中，所述熱處理的溫度為80～150℃，時間為1～60min；

所述步驟b)中，所述磁控濺射的功率為20～1000W，時間為1～120min；

所述步驟c)中，所述熱處理的溫度為800～1200℃，時間為0.1～720min。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述靶材為Al、Si、Ge、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Sn、Ta、Ti₂Al合金、Ti₃Al合金、Ti₄Al合金、(Ti_0.5Nb_0.5)₂Al合金、TiNb合金、Ti₃AlSn_0.2合金、Ti₃Sn合金、Ti₃Si合金、Ti₃Ge合金、V₂Al合金、V₄Al合金、Nb₂Al合金、Nb₄Al合金、Ta₄Al合金、Zr₂Al合金和Cr₂Al合金中的一種或幾種；且靶材不為Al、Si、Ge、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Sn和Ta中的任一種。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述X氣體選自氮氣、氨氣、氰氣、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、丙烯和丙烷中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟c)中，所述X氣體的流量為10～1000sccm。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中，所述真空條件的真空度為0.1～50Pa；

所述步驟b)中，所述保護性氣體的流量為1～500sccm，氣壓為0.1～50Pa。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟c)中，所述MAX相材料選自Ti₂AlC、Ti₂AlN、Ti₂Al(C_0.5N_0.5)、TiNbC、(Ti_0.5Nb_0.5)₂AlC、Ti₃AlC₂、Ti₃AlSn_0.2C₂、Ti₃SiC₂、Ti₃GeC₂、Ti₃SnC₂、Ti₄AlN₃、V₂AlC、V₄AlC₃、Cr₂AlC、Zr₂AlC、Nb₂AlC、Nb₄AlC₃和Ta₄AlC₃中的一種或幾種。

7.一種權利要求1～6中任一項所述的制備方法制得的MAX相材料包覆的富鋰錳基正極材料。