[发明专利]包括用于防止扩散的涂布层的用于全固态电池组的阴极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于全固态电池组的阴极材料，包括：

可吸收和释放锂离子的阴极活性材料；和

涂布层形成在阴极活性材料上并且包括第一涂布层和形成在第一涂布层上的第二涂布层，

其中，涂布层包括由化学式3和化学式4表示的任何一种化合物：

[化学式3]

LiTaO₃，

[化学式4]

LiNbO₃

其中第一涂布层和第二涂布层包括不同的化合物，

其中，第一涂布层的厚度为5nm至6nm，

其中，相对于100wt％的阴极材料，第一涂布层的含量为0.125wt％至0.25wt％，

其中，所述第二涂布层的厚度为5nm至6nm，且

其中，相对于100wt％的阴极材料，第二涂布层的含量为0.125wt％至0.25wt％。

2.根据权利要求1所述的用于全固态电池组的阴极材料，其中，阴极活性材料是锂过渡金属氧化物。

3.根据权利要求1所述的用于全固态电池组的阴极材料，其中，阴极活性材料在表面上具有羟基。

4.一种制备用于全固态电池组的阴极材料的方法，所述方法包括：

通过在醇系溶剂中溶解Li前体和M3前体来制备前体溶液的步骤1；

将前体溶液与阴极活性材料粉末混合的步骤2；

通过喷雾干燥前体溶液获得涂布粉末的步骤3；

热处理涂布粉末的步骤4；和

通过重复步骤1-4并使用经热处理的涂布粉末代替阴极活性材料粉末来获得阴极材料，

由此获得包含阴极活性材料和涂布层的阴极材料，所述涂布层由在阴极活性材料上的多层形成并且每层由以下化学式2表示的化合物制成：

[化学式2]

Li(M3)O₃

其中M3是选自铝、硅、铌、钛、钽和钒的元素。

5.根据权利要求4所述的方法，其还包括：

通过在醇系溶剂中溶解Li前体和Ta前体来制备第一前体溶液；

将阴极活性材料粉末与第一前体溶液混合；

通过喷雾干燥第一前体溶液获得第一涂布粉末；

通过对第一涂布粉末进行热处理，在阴极活性材料粉末上形成由以下化学式3表示的化合物制成的第一涂布层；

[化学式3]

LiTaO₃，

通过在醇系溶剂中溶解Li前体和Nb前体来制备第二前体溶液；

将具有第一涂布层的阴极活性材料粉末与第二前体溶液混合；

通过喷雾干燥第二前体溶液获得第二涂布粉末；和

通过对第二涂布粉末进行热处理，在第一涂布层上形成由以下化学式4表示的化合物制成的第二涂布层，其中

[化学式4]

LiNbO₃。

6.根据权利要求4所述的方法，其还包括：

通过在醇系溶剂中溶解Li前体和Nb前体来制备第一前体溶液；

将阴极活性材料粉末与第一前体溶液混合；

通过喷雾干燥第一前体溶液获得第一涂布粉末；

通过对第一涂布粉末进行热处理，在阴极活性材料粉末上形成由以下化学式4表示的化合物制成的第一涂布层，其中

[化学式4]

LiNbO₃，

通过将Li前体和Ta前体溶解在醇系溶剂中来制备第二前体溶液；

将具有第一涂布层的阴极活性材料粉末与第二前体溶液混合；

通过喷雾干燥第二前体溶液获得第二涂布粉末；和

通过对第二涂布粉末进行热处理，在第一涂布层上形成由以下化学式3表示的化合物制成的第二涂布层，其中

[化学式3]

LiTaO₃。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，醇系溶剂是纯度为99％或更高的无水乙醇。

8.根据权利要求4所述的方法，其中，用氧等离子体处理阴极活性材料粉末以使其表面上具有羟基。