锂电池夹心式复合正极材料及其制备方法以及一种锂电池正极技术

本发明专利技术现提供一种锂电池夹心式复合正极材料，包括正极材料颗粒，正极材料颗粒为中心核，中心核外有三层包覆层，从内而外依次为：内三氧化二铝层、氧化锌层、外三氧化二铝层，中心核的直径为10nm‑10μm。本发明专利技术采用原子层沉积法将金属氧化物沉积在高比表面积碳粉末上，金属氧化物薄/高比表面积碳的质量比例为70%‑‑90%。本发明专利技术同时提供了利用原子层沉积法制备所述高比表面积碳/金属氧化物复合电极材料的方法，以及利用该高比表面积碳/金属氧化物复合电极材料制备电极的方法。本发明专利技术的高比表面积碳/金属氧化物复合电极材料具有高质量比的特性，由该电极材料制备得到的锂离子电池，具有高循环寿命和高容量稳定性。

【技术实现步骤摘要】
锂电池夹心式复合正极材料及其制备方法以及一种锂电池正极
本专利技术涉及锂电池新材料
，特别是涉及一种锂电池夹心式复合正极材料及其制备方法以及一种锂电池正极。
技术介绍
基于在消费电子，电动汽车甚至是电网等领域对提高能量密度的需求的驱动下，现代锂离子电池通常被设计为在宽的电化学窗口下去运行以达到最大的能量密度。虽然超越截止电位的极限能够使电池提供更高的能量密度同时提高比容量以及更高的输出电压，但是这也使电池在热力学和动力学稳定性问题上面临更大的挑战。特别是对于层状锂过渡金属氧化物，采用更宽的电化学窗口，虽然容量可以提高但是稳定性却下降了。在材料研究领域，由于不稳定性的问题困扰着电极，电解液以及它们的界面的发展，所以在极端电压下运行将带来巨大的挑战。当电极和电解液接触时，界面会开始产生退化，所以为了保持长久的循环寿命，设计一种稳定的界面层是急需的。在界面处累积的副产物会导致更高的内阻，这最终会导致电池的失效。在正极领域，因为其稳定性已经成为局限电池安全运行几十年的重要因素，因此发展稳定的界面层在近年来变得越来越重要。为了解决这个问题，研究人员采用了许多方法，但是，能够同时满足所有主本文档来自技高网...

【技术保护点】
锂电池夹心式复合正极材料，其特征在于：包括正极材料颗粒，正极材料颗粒为中心核，中心核外有三层包覆层，从内而外依次为：内三氧化二铝层、氧化锌层、外三氧化二铝层，中心核的直径为10 nm ‑10μm。

【技术特征摘要】
1.锂电池夹心式复合正极材料，其特征在于：包括正极材料颗粒，正极材料颗粒为中心核，中心核外有三层包覆层，从内而外依次为：内三氧化二铝层、氧化锌层、外三氧化二铝层，中心核的直径为10nm-10μm。2.根据权利要求1所述的锂电池夹心式复合正极材料，其特征在于：所述正极材料为镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2（NCM），镍钴铝锂（NCA）、磷酸铁铝（LiFePO3）的任一种或以上。3.根据权利要求1所述的锂电池夹心式复合正极材料，其特征在于：所述内三氧化二铝层、氧化锌层、外三氧化二铝层的厚度均为1-50nm。4.根据权利要求3所述的锂电池夹心式复合正极材料，其特征在于：所述内三氧化二铝层、氧化锌层、外三氧化二铝层的厚度为5-30nm。5.根据权利要求1所述的锂电池夹心式复合正极材料，其特征在于：所述内三氧化二铝层、氧化锌层、外三氧化二铝层通过热原子层沉积循环（ALD）包覆在正极材料粉末上。6.锂电池夹心式复合正极材料的制备方法为：a、将正极材料颗粒置于ALD系统的处理腔室中，处理腔室在沉积过程期间被抽真空至0.3至0.5mbar的范围内的压力，并且正极材料颗粒在沉积过程期间被保持在100-200℃的温度下；b、用去离子水脉冲0.1-1S，进行吸附反应30-100S，c、然后用惰性气体吹扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：高勇谦，江莹冰，杨世峰，
申请(专利权)人：东莞深圳清华大学研究院创新中心，
类型：发明
国别省市：广东,44