[发明专利]锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池正极材料，包括：

正极材料颗粒；以及

包覆在所述正极材料颗粒的外表面上的固体电解质膜，所述固体电解质膜是厚度在1-50nm的范围内的连续膜，所述固体电解质膜包括共存的非晶相和晶相，晶粒尺寸在1-40nm的范围内，并且在所述固体电解质膜与所述正极材料颗粒之间没有形成新的相。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其中，所述正极材料颗粒包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元层状氧化物、富锂和镍锰酸锂中的至少一种，并且所述固体电解质膜包括Li_1+xAl_xM_2-x(PO₄)₃，其中M为Ti或Ge，0≤x<0.7。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其中，所述正极材料颗粒的D50粒度在1-25μm的范围内，并且所述固体电解质膜的质量百分比在0.01％至10％的范围内。

4.一种锂离子电池正极材料的制备方法，包括：

准备正极材料颗粒；

在正极材料颗粒的表面上包覆固体电解质膜，所述固体电解质膜包括电解质材料的前驱体或者成相后的电解质材料；以及

对包覆有固体电解质膜的正极材料颗粒进行加热，加热温度在50-500℃的范围内。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述加热在空气或含氧气氛中进行。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，在正极材料颗粒的表面上包覆固体电解质膜的步骤通过原子层沉积法、沉淀法、脉冲激光沉积法、蒸发法、磁控溅射法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法和水热法中的至少一种来进行。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述沉淀法、所述蒸发法、所述溶胶凝胶法和所述水热法中使用的溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、苯甲醇、乙酸、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、乙腈、四氢呋喃、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、苯、甲苯、二甲苯、甲醚、乙醚、乙二醇二甲醚和去离子水中的至少一种。

8.一种锂电池，包括正极，所述正极包括权利要求1-3中的任一项所述的锂离子电池正极材料。

9.根据权利要求8所述的锂电池，其中，所述锂电池包括液态锂离子电池、混合固液锂离子电池、混合固液金属锂电池、全固态锂离子电池以及全固态金属锂电池。

10.根据权利要求8所述的锂电池，其中，当所述正极材料颗粒包括钴酸锂时，所述锂电池的充电截止电压为大约4.6V，

当所述正极材料颗粒包括磷酸铁锂时，所述锂电池的充电截止电压为大约3.7V，

当所述正极材料颗粒包括锰酸锂时，所述锂电池的充电截止电压为大约4.3V，

当所述正极材料颗粒包括三元层状氧化物时，所述锂电池的充电截止电压为大约4.6V，

当所述正极材料颗粒包括富锂时，所述锂电池的充电截止电压为大约4.9V，且

当所述正极材料颗粒包括镍锰酸锂时，所述锂电池的充电截止电压为大约5.0V。