[發明專利]一種用于全固態電池的三元復合材料、其制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202210246513.5
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114614012A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 王超;馮道言;蔣苗;葉超;肖璇;嚴旭豐;劉瑞;李琮熙;孫輝;劉相烈
• 申請（專利權）人: 寧波容百新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李偉

1.一種用于全固態電池的三元復合材料，包括三元材料和原位包覆于所述三元材料表面的如式(Ⅰ)所示的快離子導體；

Li_xM_yF_x+3y (Ⅰ)；

其中，M為三價金屬離子；

1≤x≤3，1≤y≤3。

2.根據權利要求1所述的三元復合材料，其特征在于，所述M選自Co、Fe、Al或Ce；所述快離子導體選自Li₃AlF₆、LiCoF₄、Li₃FeF₆、Li₃CoF₆、Li₃Ce₂F₉、LiFeF₄、Li₃CeF₆、LiAlF₄或Li₃Co₂F₉。

3.根據權利要求1所述的三元復合材料，其特征在于，所述高鎳三元材料為LiNi_aCo_bR_1-a-bO₂，其中，R為Al或Mn，0.6＜a＜0.96，0＜b≤0.1。

4.根據權利要求1所述的三元復合材料，其特征在于，所述Li_xM_yF_x+3y的平均粒徑為5nm以上，高鎳三元復合材料的D50為3～5μm，比表面積為0.1～1m²/g，包覆率＞85％。

5.權利要求1所述的三元復合材料的制備方法，包括以下步驟：

A)將鋰源、氟源和三價金屬化合物按照化學計量比混合得到Li_xM_yF_x+3y前驅體；

B)在三元材料中加入Li_xM_yF_x+3y前驅體，混合得到復合材料；

C)將所述復合材料在純氧氣氛下進行高溫燒結，得到Li_xM_yF_x+3y包覆的三元復合材料。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述鋰源選自硝酸鋰、氫氧化鋰、碳酸鋰和氟化鋰中的一種或多種，所述氟源選自氟化銨、氟化氫銨、氟化氫、氟化鋁和氟化鋰中的一種或多種，所述三價金屬化合物選自硝酸鈷、硝酸鐵、硝酸鈰、硝酸鋁、氧化鈷、氧化鐵、氧化鈰、氧化鋁、氟化鈷、氟化鐵、氟化鈰、氟化鋁、氫氧化鈷、氫氧化鐵、氫氧化鈰和氫氧化鋁中的一種或多種。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述Li_xM_yF_x+3y前驅體的加入量為所述三元材料的0.1～15wt％。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟A)中，所述混合的方式為機械攪拌、磁力攪拌和機械球磨中的一種或多種；步驟A)中，所述混合的時間為10～30h；步驟B)中，所述混合的方式為機械攪拌、磁力攪拌和機械球磨中的一種或多種；步驟B)中，所述混合的時間為10～30h。

9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟C)中，所述燒結的溫度為250～650℃，燒結的時間為5～20h。

10.一種固態鋰離子電池，包括正極和負極，其特征在于，所述正極的材料為權利要求1～4任一項所述的三元復合材料或權利要求5～9任一項所述的制備方法所制備的三元復合材料。