[发明专利]正极活性材料包覆液及其制备方法以及正极活性材料的包覆方法

说明书

本发明涉及一种正极活性材料包覆液，包括溶剂及能够溶于该溶剂的磷酸盐包覆前驱物，该溶剂至少包括醇类溶剂，该磷酸盐包覆前驱物通过热处理生成一磷酸盐Al_mM_nPO₄，其中M为一种或多种价态为k的碱土金属元素或过渡族金属元素，0≦m1，0n≦1且3m+kn=3。本发明还涉及一种正极活性材料包覆液及一种正极活性材料的包覆方法。

技术领域

本发明涉及一种正极活性材料包覆液及其制备方法以及正极活性材料的包覆方法。

背景技术

对锂离子电池正极活性材料的颗粒表面采用其它材料形成包覆，是现有技术中对正极活性材料进行改性的常用方法。例如，在磷酸铁锂的颗粒表面包覆一层碳可以有效解决磷酸铁锂导电性较低的问题，使包覆有碳层的磷酸铁锂具有较好的导电性。另外，现有技术已表明，在钴酸锂或其它正极活性材料颗粒表面包覆磷酸铝可以提高锂离子电池正极的热稳定性（请参阅文献“Correlation between AlPO₄ nanoparticle coating thicknesson LiCoO₂ cathode and thermal stablility”J.Cho, Electrochimica Acta 48 (2003)2807-2811及专利号为7,326,498的美国专利）。

现有技术中用磷酸铝包覆正极活性材料的方法是先制备磷酸铝颗粒分散于水中形成的分散液，并将正极活性材料颗粒加入这种制备好的磷酸铝颗粒的分散液中，通过吸附的作用使磷酸铝颗粒吸附在正极活性材料大颗粒表面，再将分散液中的水蒸干，并在700℃下热处理，形成表面具有磷酸铝颗粒的正极活性材料。然而，由于磷酸铝不溶于水，通过上述方法在正极活性材料表面形成的磷酸铝包覆层不够均匀，从而使应用该正极活性材料的锂离子电池循环性能不好。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种正极活性材料包覆液及其制备方法以及正极活性材料的包覆方法。

一种正极活性材料包覆液，包括溶剂及能够溶于该溶剂的磷酸盐包覆前驱物，该溶剂至少包括醇类溶剂，该磷酸盐包覆前驱物通过热处理生成一磷酸盐Al_mM_nPO₄，其中M为一种或多种价态为k的碱土金属元素或过渡族金属元素，0≦m1，0n≦1且3m+kn=3。

一种正极活性材料包覆液，为一种均相的澄清溶液，包括磷酸酯类化合物、铝盐及改性元素的化合物在醇类溶剂中的混合，或者包括磷酸和五氧化二磷中至少一种、铝盐及改性元素的化合物在醇类溶剂中的混合。

一种正极活性材料包覆液的制备方法，包括如下步骤：在醇类溶剂中加入磷酸酯类化合物，得到磷酸酯溶液；以及在该磷酸酯溶液中加入铝盐及改性元素的化合物，该铝盐及改性元素的化合物溶于该醇类溶剂，并与该磷酸酯类化合物反应得到均相的澄清溶液。

一种正极活性材料的包覆方法，包括以下步骤：在醇类溶剂中加入磷酸酯类化合物，得到磷酸酯溶液；以及在该磷酸酯溶液中加入铝盐及改性元素的化合物，该铝盐及改性元素的化合物溶于该醇类溶剂，并与该磷酸酯类化合物反应得到正极活性材料包覆液；将正极活性材料与该正极活性材料包覆液混合均匀，得到一固液混合物；以及将该固液混合物干燥并烧结，得到正极复合材料，该正极复合材料包括正极活性材料及包覆在该正极活性材料表面的包覆层。

相较于现有技术，由于本发明实施例中所述正极活性材料包覆液为一均相澄清溶液，可以较容易地在正极活性材料颗粒表面均形成包覆层，使每个正极活性材料颗粒表面完全被包覆层包覆，包覆层厚度较薄且均匀连续，该包覆层可以避免正极活性材料与电解液之间的副反应，提高了电池的热稳定性以及电池容量保持性能，另一方面由于该包覆层厚度较薄，不会降低锂离子电池的电化学性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的正极活性材料包覆液的制备方法及正极活性材料的包覆方法的流程图。