[发明专利]一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法，属于锂离子电池技术领域。该复合正极材料包括正极基体材料和复合包覆层，其是通过将锂源、磷源、聚阴离子材料对应金属盐混合均匀，再向溶液中加入硼源进行反应，反应完全后加入正极基体材料混合均匀并干燥，置于在惰性气氛中高温烧结制得的。本发明的锂离子电池复合正极材料有效提升了材料的电化学性能、循环寿命、热稳定性和安全性能，能够有效隔绝正极基体材料与电解液的接触，从而提高了复合正极材料的稳定性，同时很好的改善了材料在液态锂离子电池、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体系中的相容性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着不可再生能源持续消耗和环保压力逐渐增大，作为清洁能源的锂离子电池的市场需求不断增加，使得正极材料的需求量也相应地随之增加，但目前常用的钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂三元等正极材料在高温稳定性和安全性上均暴露出一定的问题。

聚阴离子正极材料由于结构稳定，其高温稳定性、安全性能及循环性能均优于上述几种材料，而材料表面包覆技术可以在一定程度隔绝基体与电解液接触，从而提高材料表面稳定性与安全性能。因此使用聚阴离子材料包覆可以获得更优的稳定性、安全性及循环性能。

发明专利CN104577093A制备的LiNi_1-a-bCo_aAl_bO₂粉体，通过磷酸铁锂、磷酸铁锰锂或者两者的混合物通过机械混合包覆在LiNi_1-a-bCo_aAl_bO₂粉体表面，经烧结得到最终的包覆材料。由于该方法采取干法混料，容易混合后存在材料包覆不均匀的问题，且Fe²⁺容易将材料表面Ni³⁺还原从而影响材料性能。发明专利CN10524449制备的含硼高分子聚合物包覆锂离子电池正极材料，该发明将正极材料与包覆物在水中搅拌混合，并搅拌烘干热处理后获得最终材料。在材料上包覆含硼高分子聚合物后可使材料的放电容量、放电电压及压实密度提高，但对材料的安全性能提升并不明显。发明专利CN108172826通过高速的机械旋转产生的剪切力等作用力将磷酸铁锂和高镍三元材料均匀牢固的混合在一起，但是该方法采用高速机械搅拌，在一定程度上会使磷酸铁锂材料表面碳层受到破坏，从而影响材料的性能。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锂离子电池复合正极材料，该复合正极材料通过在正极基体材料上包覆复合包覆层，有效提升了材料的电化学性能、热稳定性和安全性能。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种锂离子电池复合正极材料，其包括正极基体材料和复合包覆层；

所述正极基体材料为磷酸铁锂、磷酸铁锰锂、磷酸钴锂、磷酸锰锂、钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、镍锰酸锂和富锂层状氧化物中的至少一种；

所述复合包覆层包含有聚阴离子材料和含硼锂盐；

所述聚阴离子材料为LiFe_1-xMn_xPO₄、LiCoPO₄、LiNiPO₄、Li₃V₂(PO₄)₃中的一种或多种；其中，0≤x≤1；