【技术实现步骤摘要】
一种表面包覆的锂离子电池正极材料及其制备方法和应用
一种表面包覆层及其包覆的锂离子电池正极材料，属于能源材料
技术介绍
锂离子电池作为一种集高能量密度和高电压为一体的储能装置，已广泛应用于移动和无线电子设备、电动工具、混合动力和电动交通工具等领域。锂离子电池的性能主要取决于参与电化学反应的活性物质材料，其中正极材料对其电化学性能起着至关重要的作用。目前锂离子电池所使用的正极材料多为LiCoO2、LiFePO4、Li2TiO3等，其比能量只有120～140mAh/g，已经难以满足各种设备对高比能量密度电池的要求。尖晶石结构的镍锰酸锂氧化物、层式富锂锰基和三元镍钴锰材料由于其比容量高，受到广泛的的关注和研究。但其作为正极在电池充放电循环工作时，正极材料与电解液接触界面会发生许多副反应。由于正极材料在电池反应中和电解液在循环工作中的不稳定性，材料表面会生成一层阻碍膜，增加电池的阻抗，同时对于长时间的电池循环会导致电极材料的结构崩塌。另外，电解液不是完全纯净的电解液，必然有少量的水，这时电解液中的水份会与正极材料中...
【技术保护点】
1.一种表面包覆的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述锂离子电池正极材料由表面包覆层和正极活性物质组成；所述表面包覆层在锂离子电池正极材料中的质量分数为0.001～45％；/n所述表面包覆层材料为具有尖晶石状结构的Li
【技术特征摘要】
1.一种表面包覆的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述锂离子电池正极材料由表面包覆层和正极活性物质组成；所述表面包覆层在锂离子电池正极材料中的质量分数为0.001～45％；
所述表面包覆层材料为具有尖晶石状结构的Li2AB3O8，其中A为Mg、Zn、Co、Cu、Mn、Ni、Fe中的一种或多种结合，B为Sn、Ti、Mn、Mo、Zr中的一种或多种结合；包覆层的厚度为1～2000nm；
所述正极活性物质为具有尖晶石结构的Li1-xNiyMzMn2-y-zO4-n、或具有层状结构的aLiMnO3·(1-a)LiNibCocMndAleR1-b-c-dO2-fFf，其中，-0.1≤x≤0.2，0≤y≤0.6，0≤z≤1.25，0≤y+z≤1.25，0≤n≤0.05；0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0≤d≤1，0≤e≤1，0≤f≤0.5，M为Co、Zr、Cu、Fe、Zn、Cr中的一种或两种以上，R为Zr、Cu、Fe、Zn、Cr中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的表面包覆的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述正极活性物质的晶体类型为单晶或多晶；正极活性物质的形貌为球形、类球形、颗粒、片状、柱状或棒状；粒径为0.1～100um。
3.一种如权利要求1-2任一项所述表面包覆的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，通过将锂前驱体、过渡金属前驱体与锂离子电池正极活性物质材料混合，然后通过高温煅烧，得到表面包覆的的锂离子电池正极材料。
4.根据权利要求3表面包覆的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
(1)表面包覆层材料的制备：分别称取锂的前驱体、金属A的前驱体和金属B的前驱体，并将其加入溶剂中溶解，调节三者在溶剂中的浓度总和为0.001～0.02mol/L；所述Li、A和B三者摩尔质量比为(2～2.3):1:3；
(2)锂离子电池正极材料前驱体的制备：将正极活性物质加入步骤(1)制备的溶液中，充分搅拌0.5～20h后，蒸干溶剂，蒸发温度为60～180℃，再以50～180℃进行烘干，制得锂离子电池正极材料前驱体粉末；
(3)以将步骤(2)制得的锂离子电池正极材料前驱体放入马弗炉中，以0.5～10℃/min的速率升温至600～800℃，保温0.5～20h，再以1～10℃/min速率冷却到室温，制得带有包覆层的锂离子电池正极材料。
5.根据权利要求3表面包覆的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
a)按照物质的摩尔质量比Li:A:B＝(2～2.3):1:3分别称取锂的前驱体、金属A的前驱体和金属B的前驱体，置于球磨罐中球磨，球料质量比0.2～100，球磨机转速为50～1000转/分钟，球磨0.5～50h后制得Li2AB3O8前驱体，再将Li2AB3O8前驱体置于马弗炉中，以0.5～10℃/min速率升温至600～1100℃，保温0.5～20小时，再以1～10℃/min速率冷却至室温，制得Li2AB3O8；
b)分别称取Li2AB3O8和正极材料活...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑，田雷武，王崇，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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