[發(fā)明專利]星狀包覆層電池電極材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210722192.1
• 申請(qǐng)日: 2022-06-17
• 公開（公告）號(hào): CN115064672B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王家鈞;安漢文;李夢(mèng)璐;劉青松;婁帥鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

1.一種星狀包覆層電池電極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：配置原位聚合的前驅(qū)體，按照質(zhì)量比為1：1~10的比例，稱取聚合物單體1號(hào)和聚合物單體2號(hào)，再加入占總質(zhì)量10%~40%的鋰鹽；攪拌4~24?h，使其攪拌均勻，得到原位聚合的前驅(qū)體；

聚合物單體1號(hào)和聚合物單體2號(hào)是聚乙二醇二丙烯酸酯PEGDA、聚環(huán)氧乙烷PEO、甲基丙烯酸甲酯MMA、丙烯腈AN、碳酸亞乙酯VC、1,3-二氧戊環(huán)DOL、四氫呋喃THF中的其中兩種；

步驟二：稱取活性物質(zhì)，與步驟一獲得的原位聚合的前驅(qū)體一起加入到研缽中，研磨5~30?min，使其混合均勻；

步驟三：將步驟二的混合物放入到球磨機(jī)中，加入熱引發(fā)劑，以200~400?r/min的轉(zhuǎn)速球磨2~6?h，進(jìn)一步混合均勻，使得活性物質(zhì)表面被原位聚合的前驅(qū)體均勻包覆；

步驟四：將球磨均勻后的混合物至于真空烘箱中以60~80℃處理2~8?h，使得均勻包覆在活性物質(zhì)表面的聚合物前驅(qū)體固化，成為固態(tài)離子導(dǎo)體；

步驟五：將步驟四得到的材料放置在真空離子濺射儀中，進(jìn)行金顆粒濺射，真空離子濺射條件為，抽真空，真空度降到0.1?kPa以下，調(diào)節(jié)濺射電流為1~10?mA，金顆粒濺射4~10min；使得固化后的聚合物表面具有電子導(dǎo)體，并且得到星狀結(jié)構(gòu)的包覆層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星狀包覆層電池電極材料的制備方法，其特征在于，步驟一中，鋰鹽為高氯酸鋰LiClO₄、六氟磷酸鋰LiPF₆、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰LiTFSI、六氟砷酸鋰LiAsF₆、四氟硼酸鋰LiBF₄、二氟草酸硼酸鋰LiODFB、雙氟磺酰亞胺鋰LFSI其中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星狀包覆層電池電極材料的制備方法，其特征在于，步驟二中，活性物質(zhì)是過(guò)渡金屬氧化物三元材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂，磷酸鐵鋰LiFePO₄，鎳錳酸鋰LiNi_1.5Mn_0.5O₂，鈷酸鋰LiCoO₂中的一種；或者負(fù)極材料是石墨、硬碳、硅碳復(fù)合材料、鈦酸鋰。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星狀包覆層電池電極材料的制備方法，其特征在于，步驟二中活性物質(zhì)的質(zhì)量與原位聚合的前驅(qū)體的質(zhì)量比為100：5~30。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星狀包覆層電池電極材料的制備方法，其特征在于，步驟三中，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、過(guò)氧化二苯甲酰中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星狀包覆層電池電極材料的制備方法，其特征在于，步驟三中，引發(fā)劑質(zhì)量占總質(zhì)量的0.1~0.5%。

7.一種星狀包覆層電池電極材料，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1到6任一項(xiàng)所述的制備方法所得。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種星狀包覆層電池電極材料的應(yīng)用，其特征在于，用于制備固態(tài)電池。