[发明专利]一种固态锂电池用表面改性正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种固态锂电池用表面改性正极材料，其特征在于，包括正极活性物基体和基体表面的活性包覆层，平均粒径D₅₀为2～30μm；

所述正极活性物基体为镍钴锰酸锂，化学式为Li_aNi_xCo_yMn_1-x-y-zM_zO₂，其中0.95≤a≤1.05，0≤z≤0.05，x+y+z=1，M为Ga、Sc、In、Y、Ce、Co、La、Cr、Mo、Mn、Fe、Hf、Zr、W、Nb、Sm、Al中至少一种元素；

所述活性包覆层的化学式为Li_4-αM'_αTi_5-β-γM_βM'_γO_12-δG_δ，其中0≤α≤0.4，0≤β≤0.4，0≤γ≤0.4，0≤δ≤0.5，且α、β、δ不同时为零；M'为Cu、Mg、Zn、Ca 中的至少一种元素；M为W、Mo、Nb、V中的至少一种元素；M'为Ce、Zr、Ge、Al中的至少一种元素；G为F、Cl、Br、I中的至少一种元素。

2.根据权利要求1所述的固态锂电池用表面改性正极材料，其特征在于，所述的活性包覆层厚度为2～100nm，被覆率为70~100%。

3.根据权利要求1所述的固态锂电池用表面改性正极材料，其特征在于，所述的正极活性物基体中的M优选为La、Mo、Zr、W、Nb、Al中至少一种元素。

4.根据权利要求1所述的固态锂电池用表面改性正极材料，其特征在于，所述的活性包覆层中的M'优选为Mg、Zn、Ca中至少一种元素。

5.根据权利要求1所述的固态锂电池用表面改性正极材料，其特征在于，所述的活性包覆层中的M''优选为W、Mo、V中至少一种元素。

6.一种固态锂电池，包括正极、负极，和聚合物电解质，其特征在于，所述的正极包含权利要求1-5任意一项的固态锂电池用表面改性正极材料。

7.一种固态锂电池用表面改性正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）分别配制过渡金属Ni、Co、Mn的混合盐溶液、含M源的掺杂物溶液、碱溶液以及络合剂溶液；

（2）将步骤（1）的混合盐溶液、掺杂物溶液、碱溶液和络合剂溶液，以并流的方式连续加入反应器中进行反应，将产物经过过滤、洗涤、烘干、筛分后得到前驱体；

（3）将锂源与前驱体，按照Li /(Ni+Co+Mn+M)的摩尔比=0.95~1.05进行混料处理，在600～1100℃煅烧4~24h，最后将烧结产物进行过破碎、过筛得到正极活性物基体；

（4）按照包覆物Li_4-αM'_αTi_5-β-γM_βM'_γO_12-δG_δ的化学计量比，将钛源、锂源、M'源、M源、M'源、阴离子G源溶于溶剂，并加入添加剂，充分搅拌后形成混合液A；

（5）将正极活性物基体加入步骤（4）的混合液A，在50~100℃下持续加热搅拌1~5h，随后干燥，得到干粉；

（6）将所述干粉过筛处理后进行煅烧，反应结束后冷却至室温，粉碎、过筛，得到固态锂电池用表面改性正极材料；

所述的M源为Ga、Sc、In、Y、Ce、Co、La、Cr、Mo、Mn、Fe、Hf、Zr、W、Nb、Sm、Al中至少一种元素的金属盐；

所述的M'源为Cu、Mg、Zn、Ca、中至少一种元素的金属盐；M源为W、Mo、Nb、V中至少一种元素的金属盐；M'源为Ce、Zr、Ge、Al中至少一种元素的金属盐；G源为可溶性的Li、M'、M或M'元素的金属卤化物中的至少一种。