[發明專利]一種固體電解質包覆正極材料、其制備方法和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202210306378.9
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114665075A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 黃禎;梁士軒;劉張波;趙高科;魏瀟博
• 申請（專利權）人: 中汽創智科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M10/0525;H01M10/0562
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳小龍

本發明公開了一種固體電解質包覆正極材料、其制備方法和鋰離子電池。所述方法包括以下步驟：將包覆媒介包覆于正極材料的表面，得到第一物料；將包覆媒介包覆于固體電解質的表面，得到第二物料；將所述的第一物料和所述的第二物料混合后燒結，得到固體電解質包覆正極材料。本發明的方法能夠改善以往固態電池因電解質在正極材料表面附著力弱、易脫落而導致的兩者間界面接觸不良問題。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，涉及一種固體電解質包覆正極材料、其制備方法和鋰離子電池。

背景技術

隨著經濟全球化和能源供應改善的需要，可持續的能源是未來能源發展的關鍵，鋰離子電池逐漸成為新能源領域的研究熱點。鋰離子電池如今已廣泛應用在便攜式的電子設備、動力汽車和電網儲能系統中。特別是新能源汽車的發展，極大地推動了鋰離子電池行業的進步。而目前鋰離子電池依然以傳統液態電池體系為主，但是由于該體系中正負極材料本身的理論比容量限制，以及電解液在電化學循環過程中的穩定性問題，越發難以滿足人們日益增長的鋰電應用需求。

固態鋰電池徹底摒棄了電解液，且由于具有較高的能量密度和出色的安全性能，被廣泛認為是下一代鋰離子電池的革新方向。然而，固態電池的發展依然面臨著不小的阻力，比較典型且公認的業界難題，就是如何解決正負極和固體電解質之間的界面接觸不良，從而使固態電池依然保持如液態電池體系一樣的鋰離子界面傳導能力，進而推動固態電池得以實現規模化量產及應用。

公開號為CN113555544A的中國專利申請公開了“Al-Ti-Mg元素共摻雜和LATP包覆的高壓尖晶石LNMO正極材料及其制備方法”，該發明將LATP與正極材料在無水乙醇中混合、加熱攪拌至無水乙醇蒸發完全，最后再進行高溫燒結，得到LATP包覆的高壓尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄正極材料。該發明雖然實現了固體電解質LATP對正極材料的包覆，但是在包覆過程中使用大量無水乙醇溶劑，溶劑烘干過程不僅有大量能耗，也存在明顯安全隱患。

CN111755698A公開了一種氧化物固態電解質包覆的正極材料及其制備方法，該方法首先獲取氧化物固態電解質前驅體溶液，然后利用所述氧化物固態電解質前驅體溶液包覆正極材料，最后對包覆有所述氧化物固態電解質前驅體溶液的正極材料進行燒結，以獲得氧化物固態電解質包覆的正極材料。

CN114005972A公開了一種LLTO/納米片狀鈷酸鋰復合正極材料及其制備方法，將納米片狀鈷酸鋰和LLTO采用機械融合法進行包覆，得到點狀包覆或島狀包覆的樣品，超聲振動過篩后得到LLTO固態電解質材料包覆的納米級片狀鈷酸鋰正極材料。

綜上，不管是液相法還是傳統的固相法均存在一定的缺陷有待改進，例如直接進行LATP和正極材料的固相包覆，因LATP本身為小粒徑粉體顆粒，僅靠物理吸附很難均勻有力地附著在同樣為固體顆粒的正極材料表面，在使用過程中LATP包覆層易脫落，因此不能實現正極材料和固體電解質間良好的鋰離子界面傳導。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種固體電解質包覆正極材料、其制備方法和鋰離子電池。本發明提供了一種在正極材料表面均勻且附著力強的包覆固體電解質方法，能夠改善以往固態電池因電解質在正極材料表面附著力弱、易脫落而導致的兩者間界面接觸不良問題。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種固體電解質包覆正極材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

將包覆媒介包覆于正極材料的表面，得到第一物料；

將包覆媒介包覆于固體電解質的表面，得到第二物料；

將所述的第一物料和所述的第二物料混合后燒結，得到固體電解質包覆正極材料。