[發明專利]能量儲存裝置正極材料、制備方法以及改性能量儲存裝置

在審

• 申請號: 202010931179.8
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN111969213A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 臧世偉;劉文卿
• 申請（專利權）人: 重慶金美新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/70;H01M4/74;H01M10/0525;H01M4/04
• 代理公司: 深圳市深可信專利代理有限公司 44599
• 代理人: 劉昌剛

1.一種能量儲存裝置正極材料，其特征在于：包括正極活性材料層、第一復合材料層以及第二復合材料層；

所述的第一復合材料層包覆在正極活性材料層的外表面，第一復合材料層呈多孔網狀；所述第二復合材料包覆于第一復合材料層，第二復合材料層為氧化鋯顆粒，且氧化鋯顆粒呈多孔中空球形形狀；

所述第一復合材料層上的孔洞與第二復合材料層上的孔洞連通后，形成用于使鋰離子穿過的通道。

2.根據權利要求1所述的一種能量儲存裝置正極材料，其特征在于：所述的正極活性材料為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰中的一種。

3.根據權利要求1所述的一種能量儲存裝置正極材料，其特征在于：所述的第一復合材料層為硫酸鋁與酚醛樹脂膠的混合物。

4.根據權利要求3所述的一種能量儲存裝置正極材料，其特征在于：所述硫酸鋁與酚醛樹脂膠的重量比為1：3。

5.根據權利要求1或4所述的一種能量儲存裝置正極材料，其特征在于：所述第一復合材料層上的孔洞的直徑為10-15nm。

6.根據權利要求1所述的一種能量儲存裝置正極材料，其特征在于：所述氧化鋯顆粒上的孔洞的直徑為15-20nm。

7.一種能量儲存裝置正極材料的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下的步驟：

S1、包覆液的制作，將酚醛樹脂膠、鈉鹽和鋁鹽按質量比3：1：1，一同加入第一溶劑中，酚醛樹脂膠與第一溶劑的重量比為2：1，攪拌混合后得到包覆液；

S2、固液混合物的制作，將正極活性材料與包覆液按照質量比1：1混合均勻，得到固液混合物；

S3、第一次烘干與燒結，將固液混合物在惰性氣體的保護條件下進行烘干，烘干溫度為60-90℃，時間為2-3h，再進行燒結，燒結溫度為500-800℃，時間為1-2h，在正極活性材料的外表面形成第一復合材料層；

S4、氧化鋯顆粒的加入，將步驟S3中燒結后的物質分散于第二溶劑中，再向第二溶劑中加入多孔中空球形的氧化鋯顆粒，混合均勻后過濾；

S5、第二次烘干與燒結，將步驟S4中經過濾得到的固體物質在惰性氣體的保護下進行烘干，烘干溫度為70-80℃，時間為2-3h，再進行燒結，燒結溫度為700-900℃，燒結時間為3-5h，得到能量儲存裝置正極材料。

8.根據權利要求7所述的能量儲存裝置正極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟S1中，所述的鋁鹽為磷酸鋁或者硫酸鋁。

9.根據權利要求7所述的能量儲存裝置正極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟S1中，所述的第一溶劑為乙醇或者甲醇。

10.根據權利要求7所述的能量儲存裝置正極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟S4中，所述的第二溶劑為水、乙醇以及甲醇其中的一種或多種。

11.根據權利要求7所述的能量儲存裝置正極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟S4中，步驟S3中燒結后的物質、第二溶劑以及氧化鋯顆粒的質量比為1：2：1。

12.根據權利要求7所述的能量儲存裝置正極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟S4中，氧化鋯顆粒的制作步驟如下：

S41、將氧化鋯粉末與鈉鹽按照質量比1：2混合形成混合物；

S42、采用混合造粒機將步驟S41中的混合物造粒形成直徑為15-20nm的球形顆粒，再將球形顆粒加入過量的水中，依次進行抽濾、干燥后得到固體顆粒，制得多孔中空球形的氧化鋯顆粒。

13.根據權利要求11所述的能量儲存裝置正極材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟S1和步驟S41中，所述的鈉鹽為氯化鈉、硫酸鈉以及硝酸鈉中的一種或者多種。