一种具有复合包覆层的钴基正极材料及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术提供一种具有复合包覆层的钴基正极材料及其制备方法和锂离子电池，包括钴基正极材料基体，以及包覆在所述钴基正极材料基体表面的复合包覆层，所述复合包覆层由MXene材料和快离子导体材料复合得到。本发明专利技术采用MXene材料和快离子导体材料对钴基正极材料进行复合包覆，在提升材料导电性和结构稳定性的同时，进一步提升了材料的锂离子扩散系数，稳定了材料界面，使得改性的界面能够在充放电过程中形成更稳定的CEI膜，从而降低界面阻抗，提供高容量，降低金属溶出含量，使得该材料具有优异的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池，具体涉及一种具有复合包覆层的钴基正极材料及其制备方法和锂离子电池。

技术介绍

1、作为商用锂离子电池正极材料之一，层状钴酸锂(lco)具有较高的理论比容量(274mah/g)，其能量密度较高。但是由于过渡金属间存在静电斥力，当超过50％的锂离子从钴酸锂中脱出时，其晶体结构的稳定性被破坏。为了提高钴酸锂的容量，一方面，其充电截止电压也从1991年最早商业化时的4.20v逐渐提升至4.45v(vs li/li+)甚至更高，然而，当充电电压超过4.5v时，lco会发生不可逆的结构变化，导致性能严重下降，从而影响lco正极在高压下的实际工作性能。其结构变化可以概括为三个方面：(1)高压下o3相到h1-3相变过程中晶格参数突变引起的内应力导致的裂纹形成；(2)高压作用下晶格中不稳定的on-(n<2)导致的氧损失；(3)有害的界面副反应的引发层状结构崩溃和形态破坏等。另一方面，科学家们用镍元素和锰元素取代钴酸锂中的部分钴元素形成三元材料使结构更加稳定，提高容量。

2、目前的研究已经提出了解决上述问题的策略，例如元素体相掺杂、尖晶石本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有复合包覆层的钴基正极材料，其特征在于，包括钴基正极材料基体，以及包覆在所述钴基正极材料基体表面的复合包覆层，所述复合包覆层由MXene材料和快离子导体材料复合得到。

2.根据权利要求1所述的具有复合包覆层的钴基正极材料，其特征在于，所述复合包覆层的厚度为50-200nm；

3.根据权利要求1或2所述的具有复合包覆层的钴基正极材料，其特征在于，所述MXene材料包括Ti3C2Tx、Nb2CTx、Ta4C3Tx或V4C3Tx中的任意一种或至少两种的组合；

4.根据权利要求1-3任一项所述的具有复合包覆层的钴基正极材料，其特征在于，所述快离子导体...

【技术特征摘要】

1.一种具有复合包覆层的钴基正极材料，其特征在于，包括钴基正极材料基体，以及包覆在所述钴基正极材料基体表面的复合包覆层，所述复合包覆层由mxene材料和快离子导体材料复合得到。

2.根据权利要求1所述的具有复合包覆层的钴基正极材料，其特征在于，所述复合包覆层的厚度为50-200nm；

3.根据权利要求1或2所述的具有复合包覆层的钴基正极材料，其特征在于，所述mxene材料包括ti3c2tx、nb2ctx、ta4c3tx或v4c3tx中的任意一种或至少两种的组合；

4.根据权利要求1-3任一项所述的具有复合包覆层的钴基正极材料，其特征在于，所述快离子导体材料包括linbo3、li4ti5o12、li2tio3、lialo2、litao3、limoo3、li2ruo3或li2wo4中的任意一种或至少两种的组合；

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓丽，尚美，芦佳雪，郭建，高秀玲，马华，
申请(专利权)人：天津市捷威动力工业有限公司，
类型：发明
国别省市：

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