[发明专利]一种改性锂离子电池三元正极材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种改性锂离子电池三元正极材料，其特征在于：三元正极材料由内到外至少依次包括以下各层：核心层；过渡层和壳层；

所述核心层为三元材料，所述过渡层为TiZrF₆，所述壳层为压电材料；

所述压电材料为钽酸锂；

所述钽酸锂为LiTa₃O₈。

2.根据权利要求1所述的一种改性锂离子电池三元正极材料，其特征在于：所述三元材料化学式为Li(Ni_xCo_yMn_Z)O₂，其中x，y和z分别在0到1之间，且满足x+y+z=1。

3.根据权利要求1所述的一种改性锂离子电池三元正极材料，其特征在于：所述三元材料为Li(Ni_0.65Co_0.15Mn_0.2)O₂。

4.一种改性锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：制备TiZrF₆包覆的三元材料：

将三元正极材料分散在溶剂Ⅰ中，同时加入非离子型分散剂，经搅拌得到分散液A；

取钛盐溶液、锆盐溶液和氟源溶液混合后加入分散液A中，球磨得到浆体B；

将浆体B涂膜到基片得到湿膜，将湿膜烘干得到前驱体，将前驱体热处理得到所述TiZrF₆包覆的三元材料；

S2：制备钽酸锂改性TiZrF₆包覆的三元材料：

取锂源、钽源和溶剂Ⅱ制备成钽酸锂溶胶，将所述钽酸锂溶胶包覆于TiZrF₆包覆的三元材料表面，得到钽酸锂改性TiZrF₆包覆的三元材料；

S3：改性锂离子电池三元正极材料的制备：

在氧化性气体气氛下，将步骤S2中所述钽酸锂改性TiZrF₆包覆的三元材料经过退火处理，即得到所述改性锂离子电池三元正极材料；

其中，所述钽酸锂为LiTa₃O₈。

5.根据权利要求4所述的一种改性锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述非离子型分散剂为酯类分散剂，所述非离子型分散剂加入量为分散液A重量的2%~4%。

6.根据权利要求5所述的一种改性锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述酯类分散剂为月桂酸酯、棕榈酸酯、硬脂酸酯和油酸酯中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的一种改性锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述球磨为等离子体球磨。

8.根据权利要求4所述的一种改性锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述烘干温度为120~150℃；所述热处理温度为150~200℃，所述热处理时间为3~4h。

9.根据权利要求4所述的一种改性锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述钽酸锂改性TiZrF₆包覆的三元材料中钽酸锂的厚度为10~15nm。

10.根据权利要求4所述的一种改性锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述退火为两步退火，所述两步退火为热裂解、薄膜结晶。

11.根据权利要求10所述的一种改性锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述热裂解温度为800~870℃，所述热裂解时间为10~12h。

12.根据权利要求10所述的一种改性锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述薄膜结晶温度为350~450℃，所述薄膜结晶时间为5~10h。

13.一种如权利要求1或2所述的改性锂离子电池三元正极材料在锂离子电池制备中的应用。