【技术实现步骤摘要】
一种正极材料及其制备方法和用途
本专利技术属于电化学电源材料制备
，尤其属于锂离子二次电池正极材料制备
，涉及一种正极材料及其制备方法和用途。
技术介绍
随着全球性环境污染和能源短缺问题日益突出，具有放电比容量大、电压平台高、安全、寿命长、环境友好等突出优点的锂离子电池，在小型便携式电池、新能源汽车用动力电池、储能等各个领域的应用越来越广泛，同时为国防、工业和科技的快速发展以及人们生活水平的提高发挥了极大的作用。其中，正极材料约占锂离子电池成本的35％，是锂离子电池更新换代的核心技术，更是新能源汽车推广的关键，对锂离子电池正极材料的深入研究具有及其重要的应用价值。磷酸盐系锂离子电池正极材料，如磷酸铁锂，因其具有原材料来源丰富、价格便宜、安全性高、循环寿命长、对环境友好等显著优势，在新能源汽车用动力电池领域和各类大中小型储能电池领域表现出广阔的应用前景。但是，磷酸盐系正极材料普遍的缺点是体积能量密度较低，因此采用磷酸铁锂材料的锂离子电池只适合应用在一些对能量密度要求不高，对安全性要求较高的场景，例如电动大巴...
【技术保护点】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括磷酸盐系正极活性物质及包覆在所述磷酸盐系正极活性物质表面的包覆层，所述包覆层包括由多巴胺经碳化而成的碳和含氢的锂钛氧化合物。/n
【技术特征摘要】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括磷酸盐系正极活性物质及包覆在所述磷酸盐系正极活性物质表面的包覆层，所述包覆层包括由多巴胺经碳化而成的碳和含氢的锂钛氧化合物。
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述磷酸盐系正极活性物质包括磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸钒锂、磷酸铁锰锂、磷酸钒铁锂或磷酸铁钒锰锂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述包覆层中的碳均相分布。
3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，所述含氢的锂钛氧化合物为：Li、H、Ti和O四种元素以任意比例组成的化合物；
优选地，所述含氢的锂钛氧化合物为：物相结构中以任意比例同时存在Li4Ti5O12、TiO2和HxTiyOz的化合物，优选为物相结构中以任意比例同时存在Li4Ti5O12和H2Ti3O7·(H2O·3TiO2)的化合物，其中，0＜x≤2，0＜y≤3，0＜z≤7；
优选地，所述含氢的锂钛氧化合物包括：Li1.81H0.19Ti2O5·aH2O中的任意一种或至少两种的组合，其中a＞0。
4.根据权利要求1-3任一项所述的正极材料，其特征在于，所述含氢的锂钛氧化合物为氮化后的含氢的锂钛氧化合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将多巴胺加入到Tris-HCl缓冲液中，搅拌，得到混合液A；
(2)向混合液A中加入乙二醇的水溶液和含氢的锂钛氧化合物，搅拌，得到混合液B；
(3)向混合液B中加入磷酸盐系正极活性物质，球磨，得到浆料；
(4)采用步骤(3)所得浆料进行喷雾干燥，然后将喷雾干燥产物在惰性气氛下热处理，得到正极材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，以磷酸盐系正极活性物质的质量为100％计，步骤(1)所述多巴胺的加入量为0.05-10％，优选为0.1-8％，进一步优选为0.5-5％；
优选地，以磷酸盐系正极活性物质的质量为100％计，步骤(2)所述含氢的锂钛氧化合物的加入量为0.05-5％，优选为0.1-3％，进一步优选为0.5-2％；
优选地，步骤(1)所述多巴胺与步骤(2)所述含氢的锂钛氧化合物的质量比为(1-3):1，优选为(1-2):1。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述Tris-HCl缓冲液的pH值为7.5-9，优选为7.5-8.5；
优选地，步骤(2)所述含氢的锂钛氧化合物为氮化后的含氢的锂钛氧化合物；
优选地，所述氮化后的含氢的锂钛氧化合物的制备方法包括以下步骤：在常压下，采用化学气相沉积法，在高纯氨气和高纯氩气的混合气氛下，高温加热含氢的锂钛氧化合物，得到氮掺杂含氢的锂钛氧化合物；
优选地，所述高纯氨气和高纯氩气的混合气氛中，氨气和氩气的体积比为(65-98)％:(2-35)％，优选为(75-95)％:(5-25)％；
优选地，所述高温加热的温度为450-550℃，时间为0.5-4h，优选为0.5-2.5h；
优选地，所述混合气氛的流量为100-400sccm，优选为150-350sccm；
优选地，所述氮掺杂含氢的锂钛氧化合物中氮的质量百分含量为2-6％，优选为3-5％；
优选地，步骤(2)所述含氢的锂钛氧化合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭强强，徐宇兴，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，中科廊坊过程工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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