【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于循环锂离子的电化学电池的正电活性材料、一种循环锂离子的全固态电化学电池和一种用于循环锂离子的电化学电池的固态正电极。
技术介绍
1、本部分提供了与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
2、需要先进的能量存储装置和系统来满足各种产品的能量和/或功率规格，所述产品包括汽车产品，例如启-停系统(例如12v启-停系统)、电池组辅助系统、混合动力电动车辆("hev")和电动车辆("ev")。典型的锂离子电池组包括至少两个电极和电解质和/或隔离件。两个电极中的一个可用作正电极或阴极，而另一个电极可用作负电极或阳极。隔离件和/或电解质层可设置在负电极和正电极之间。电解质适于在电极之间传导锂离子，并且与两个电极一样，可以是固体和/或液体形式和/或其混合物。在包括固态电极和固态电解质层的固态电池组的情况下，固态电解质层可物理地隔离电极，使得不需要明显的隔离件。
3、许多不同的材料可用于制造锂离子电池组的组件。例如，在各个方面，正电极包括富镍电活性材料(例如，在过渡金属晶格上大于或等于约0.6摩尔分数)，例如nmc (lini1-x-ycoxmnyo2) (其中0.01≤x≤0.33，0.01≤y≤0.33)或ncma (lini1-x-y-zcoxmnyalzo2) (其中0.02≤x≤0.20，0.01≤y≤0.12，0.01≤z≤0.08)，其能够提供改进的容量能力(例如，大于200 mah/g)，同时允许额外的锂提取而不折衷正电极的结构稳定性。然而，这样的材料通常具有与固态电解质，并且特别
技术实现思路
1、本部分提供了本公开的一般概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
2、本公开涉及具有一个或多个涂层的固态正电活性材料颗粒，并且还涉及包括固态正电活性材料颗粒的全固态电化学电池，以及制备和使用其的方法。
3、在各个方面，本公开提供了用于循环锂离子的电化学电池的正电活性材料。正电活性材料可包括包含多个固态颗粒的富镍材料。每个固态颗粒可具有包括核和至少部分地涂覆核的壳的异质结构（heterogeneous structure）。核可包括镍-钴-锰材料。壳可包括镍-钴-铝材料。
4、在一个方面，当富镍材料由lini(1-x-y-z)coxmnyal2o2表示时，镍-钴-锰材料可由lini(1-x"-(y/a))cox"mn(y/a)o2表示，且镍-钴-铝材料可由lini(1-x"- (z/b))cox"al(z/b)o2表示，其中(i) 1-x-y-z＞0.5，(ii) a + b = 1，(iii) zx"+ bx"= x，及(iv) 1-x"- (y/a)＞1-x"-(z/b)。
5、在一个方面，富镍材料可包括lini0.88co0.0mn0.05al0.02o2，镍-钴-锰材料可包括0.8lini0.8975co0.04mn0.0625o2，并且镍-钴-铝材料可包括0.2 lini0.81co0.04al0.15o2。
6、在一个方面，壳可覆盖大于或等于约80%至小于或等于约100%的核的暴露表面。
7、在一个方面，核与壳的质量比可大于或等于约1:99至小于或等于约99:1。
8、在一个方面，核可具有大于或等于约0.1μm至小于或等于约50μm的粒度，且壳可具有大于或等于约0.01μm至小于或等于约10μm的平均厚度。
9、在一个方面，核和壳可限定基础结构，并且异质结构还可包括至少部分地涂覆基础结构的缓冲层。
10、在一个方面，缓冲层可覆盖大于或等于约50%至小于或等于约100%的基础结构。
11、在一个方面，缓冲层可具有大于或等于约0.001μm至小于或等于约1μm的平均厚度。
12、在一个方面，缓冲层可包括选自以下的材料：linbo3、li3po4、lialo2、al2o3、litao3、li4ti5o12、li2sio3、li3bo3、lih2po4、liti2(po4)3、lipo3、li2zro3及其组合。
13、在各个方面，本公开提供了一种循环锂离子的全固态电化学电池。所述全固态电化学电池可包括正电极，所述正电极包括基于硫化物的固态电解质和富镍材料。富镍材料可包括多个固态电活性材料颗粒。每个固态颗粒可具有包括核和至少部分地涂覆核的壳的异质结构。核可包括镍-钴-锰材料。壳可包括镍-钴-铝材料。
14、在一个方面，当富镍材料由lini(1-x-y-z)coxmnyal2o2表示时，镍-钴-锰材料可由lini(1-x"-(y/a))cox"mn(y/a)o2表示，且镍-钴-铝材料可由lini(1-x"- (z/b))cox"al(z/b)o2表示，其中(i) 1-x-y-z＞0.5，(ii) a + b = 1，(iii) zx"+ bx"= x，及(iv) 1-x"- (y/a)＞1-x"-(z/b)。
15、在一个方面，核与壳的质量比可大于或等于约1:99至小于或等于约99:1。壳可覆盖大于或等于约60%至小于或等于约100%的核的暴露表面。
16、在一个方面，核和壳可限定基础结构，并且异质结构还可包括至少部分地涂覆基础结构的缓冲层。
17、在一个方面，缓冲层可覆盖大于或等于约50%至小于或等于约100%的基础结构。
18、在一个方面，缓冲层可包括选自以下的材料：linbo3、li3po4、lialo2、al2o3、litao3、li4ti5o12、li2sio3、li3bo3、lih2po4、liti2(po4)3、lipo3、li2zro3及其组合。
19、在各个方面，本公开提供了一种用于循环锂离子的电化学电池的固态正电极。固态正电极可包括由lini(1-x-y-z)coxmnyal2o2表示的富镍材料。富镍材料可包括多个固态颗粒。每个固态颗粒可包括核和壳。所述核可包括由lini(1-x"-(y/a))cox'mn(y/a)o2表示的镍-钴-锰材料。壳可包括由lini(1-x"- (z/b))cox"al(z/b)o2表示的镍-钴-铝材料，其中(i) 1-x-y-z＞0.5，(ii) a + b = 1，(iii) zx'+ bx"= x，及(iv) 1-x'- (y/a)＞1-x"- (z/b)，固态正电极还可包括基于硫化物的固态电解质。
20、在一个方面，多个固态颗粒中的至少一个颗粒可涂覆有缓冲层。
21、在一个方面，缓冲层可覆盖大于或等于约50%至小于或等于约100%的颗粒暴露表面。
22、在一个方面，缓冲层可包括选自以下的材料：linbo3、li3po4、lialo2、al2o3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于循环锂离子的电化学电池的正电活性材料，所述正电活性材料包含：
2.根据权利要求1所述的正电活性材料，其中所述富镍材料由LiNi(1-x-y-z)CoxMnyAl2O2表示，镍-钴-锰材料由LiNi(1-x"-(y/a))Cox"Mn(y/a)O2表示，且镍-钴-铝材料由LiNi(1-x"- (z/b))Cox"Al(z/b)O2表示，其中(i) 1-x-y-z＞0.5，(ii) a + b = 1，(iii) zx"+ bx"= x，及(iv) 1-x"- (y/a)＞1-x"- (z/b)。
3.根据权利要求2所述的正电活性材料，其中所述富镍材料包括LiNi0.88Co0.0Mn0.05Al0.02O2，镍-钴-锰材料包括0.8 LiNi0.8975Co0.04Mn0.0625O2，并且镍-钴-铝材料包括0.2LiNi0.81Co0.04Al0.15O2。
4.根据权利要求1所述的正电活性材料，其中所述壳覆盖大于或等于约80%至小于或等于约100%的核的暴露表面。
5.根据权利要求1所述的正电活性材料，其中所述核与所述
6.根据权利要求6所述的正电活性材料，其中所述核的粒度大于或等于约0.1μm至小于或等于约50μm，并且所述壳的平均厚度大于或等于约0.01μm至小于或等于约10μm。
7.根据权利要求1所述的正电活性材料，所述核和所述壳限定基础结构，并且所述异质结构还包括至少部分地涂覆所述基础结构的缓冲层。
8.根据权利要求7所述的正电活性材料，其中所述缓冲层覆盖大于或等于约50%至小于或等于约100%的基础结构。
9.根据权利要求7所述的正电活性材料，其中所述缓冲层的平均厚度大于或等于约0.001μm至小于或等于约1μm。
10.根据权利要求7所述的正电活性材料，其中所述缓冲层包含选自以下的材料：LiNbO3、Li3PO4、LiAlO2、Al2O3、LiTaO3、Li4Ti5O12、Li2SiO3、Li3BO3、LiH2PO4、LiTi2(PO4)3、LiPO3、Li2ZrO3及其组合。
...【技术特征摘要】
1.一种用于循环锂离子的电化学电池的正电活性材料，所述正电活性材料包含：
2.根据权利要求1所述的正电活性材料，其中所述富镍材料由lini(1-x-y-z)coxmnyal2o2表示，镍-钴-锰材料由lini(1-x"-(y/a))cox"mn(y/a)o2表示，且镍-钴-铝材料由lini(1-x"- (z/b))cox"al(z/b)o2表示，其中(i) 1-x-y-z＞0.5，(ii) a + b = 1，(iii) zx"+ bx"= x，及(iv) 1-x"- (y/a)＞1-x"- (z/b)。
3.根据权利要求2所述的正电活性材料，其中所述富镍材料包括lini0.88co0.0mn0.05al0.02o2，镍-钴-锰材料包括0.8 lini0.8975co0.04mn0.0625o2，并且镍-钴-铝材料包括0.2lini0.81co0.04al0.15o2。
4.根据权利要求1所述的正电活性材料，其中所述壳覆盖大于或等于约80%至小于或等于约100%的核的暴露表面。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：李喆，苏启立，陆涌，刘海晶，张联齐，孙一茗，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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