[發明專利]一種復合材料、正極極片及二次電池

在審

• 申請號: 202210009170.0
• 申請日: 2022-01-05
• 公開（公告）號: CN115832219A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 陳祥斌;高凱;來佑磊;黃玉平;史松君
• 申請（專利權）人: 寧德時代新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/136
• 分類號: H01M4/136;H01M4/1397;H01M4/36;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 閆業超

1.一種復合材料，其為具有核殼結構的球形顆粒，所述球形顆粒的核包含硅酸鐵鋰，所述球形顆粒的殼層包含磷酸鐵鋰，在所述核和殼層之間包含碳層。

2.根據權利要求1所述的復合材料，所述球形顆粒以D50表示的粒徑為3μm～15μm；

所述硅酸鐵鋰和磷酸鐵鋰各自為具有單晶結構的顆粒；

優選地，所述硅酸鐵鋰以D50表示的粒徑為2μm～6μm；

優選地，所述磷酸鐵鋰以D50表示的粒徑為0.1μm～0.5μm；

優選地，所述磷酸鐵鋰與硅酸鐵鋰的摩爾比為1:0.1～1:1。

3.一種制備復合材料的方法，包括以下步驟：

步驟1：將硅酸鐵鋰顆粒、硅油A和有機溶劑進行混合得到混合物a，其中，所述硅油A為含有至少兩個硅氫鍵的聚硅氧烷；

步驟2：向步驟1的混合物a中加入硅油B和硅氫加成催化劑進行混合，得到混合物b，其中，所述硅油B為含有至少兩個烯基的聚硅氧烷；

步驟3：將步驟2的混合物b噴霧干燥形成表面包覆有機硅層的硅酸鐵鋰顆粒；

步驟4：將磷酸鐵鋰顆粒、碳源、水和步驟3得到的表面包覆有機硅層的硅酸鐵鋰顆粒進行混合，所述碳源為含有氧和/或氮的有機物；之后通過噴霧造粒形成二次顆粒，所述二次顆粒具有以表面包覆有機硅層的硅酸鐵鋰為核，以所述碳源包覆的磷酸鐵鋰為殼層的復合結構；

步驟5：將步驟4中得到的二次顆粒在惰性氣氛下煅燒得到所述復合材料。

4.根據權利要求3所述的方法，步驟1中，所述硅酸鐵鋰顆粒具有單晶結構；優選地，所述硅酸鐵鋰顆粒以D50表示的粒徑為2μm～6μm；

優選地，所述硅油A為甲基含氫硅油；

優選地，所述有機溶劑選自二氯甲烷，三氯甲烷，甲苯，二甲苯，二氯甲苯中的一種或多種；

優選地，所述有機溶劑的體積與所述硅酸鐵鋰的質量之比為0.5L/kg～5L/kg；

優選地，所述硅酸鐵鋰顆粒與所述硅油A的摩爾比為1:0.01～1:0.15。

5.根據權利要求3或4所述的方法，所述硅油B為乙烯基硅油；

優選地，所述硅油A與所述硅油B的摩爾比為1:1～1:4；

優選地，步驟2的硅氫加成催化劑選自Karstedt催化劑、氯鉑酸、氯銠酸、氯銥酸中的一種或多種，更優選為Karstedt催化劑；

優選地，所述硅氫加成催化劑的質量為所述硅油A和所述硅油B總質量的0.001％～0.05％。

6.根據權利要求3-5任一項所述的方法，使用噴霧干燥機進行步驟3，所述噴霧干燥機的干燥溫度為50℃～200℃；

優選地，步驟3得到的顆粒以D50表示的粒徑為2μm～6μm。

7.根據權利要求3-6任一項所述的方法，步驟4中，所述磷酸鐵鋰顆粒為單晶結構；優選地，所述磷酸鐵鋰顆粒以D50表示的粒徑為0.1μm～0.5μm；

優選地，步驟4的碳源選自碳水化合物、聚乙二醇、聚丙烯酸；

優選地，步驟4的磷酸鐵鋰顆粒與步驟1的硅酸鐵鋰的摩爾比為1:0.1～1:1；

優選地，步驟4的磷酸鐵鋰與碳源的摩爾比為1:0.01～1:0.1；

優選地，使用噴霧干燥機進行步驟4，所述噴霧干燥機的干燥溫度為50℃～200℃；

優選地，步驟4得到的二次顆粒以D50表示的粒徑為3μm～15μm。

8.根據權利要求3-7任一項所述的方法，步驟5中，所述惰性氣氛選自氮氣、氬氣、氦氣、氙氣；

優選地，煅燒溫度為300℃～800℃；

優選地，煅燒時間為2h～10h。

9.根據權利要求3-8任一項所述的方法，所述復合材料為根據權利要求1或2所述的復合材料。