正极补锂材料及其制备方法、正极、电池及用电设备技术

技术编号:42686475 阅读:74 留言:0更新日期:2024-09-10 12:34
本申请提供了一种正极补锂材料及其制备方法,该正极补锂材料包括Li<subgt;5</subgt;FeO<subgt;4</subgt;内核以及包覆在所述Li<subgt;5</subgt;FeO<subgt;4</subgt;内核外表面的包覆层,所述包覆层包括交替层叠设置的至少一层氮化物层以及至少一层氧化物层,每一所述氮化物层的厚度为0.1nm‑0.5nm,每一所述氧化物层的厚度为0.1nm‑1nm。氮化物层可以提升正极补锂材料的稳定性和电导率,氧化物层可以有效隔绝Li<subgt;5</subgt;FeO<subgt;4</subgt;内核与外界的水、氧接触反应,提升正极补锂材料的稳定性,且本申请的正极补锂材料将氮化物层和氧化物层的厚度控制在原子层级可进一步提升正极补锂材料的稳定性。该制备方法还可以通过控制氮化物层和氧化物层的数量进而控制包覆层厚度。

【技术实现步骤摘要】

本申请实施例涉及锂离子电池,特别是涉及一种正极补锂材料及其制备方法、正极、电池及用电设备


技术介绍

1、li5feo4是一种具有反萤石结构的富锂过渡金属氧化物,具有高理论比容量,可作为锂离子电池的正极补锂材料,以补偿电池首次循环过程中的不可逆容量损失,并提高电池的循环寿命。然而li5feo4极易与空气中的h2o和co2发生反应,不仅会使其电化学活性降低,生成的残碱还会导致在电池中产气,造成安全隐患。

2、目前虽然也有技术通过对li5feo4包覆改性以提升其稳定性,但仍然存在材料形成的包覆层的厚度不均匀、无法实现对包覆层厚度的精准控制且包覆层的材料单一等问题,此外,如高温固相烧结等方法形成的过厚的包覆层也会降低活性材料的比例。


技术实现思路

1、鉴于此,本申请提供了一种正极补锂材料,该正极材料包括li5feo4内核以及包覆在所述li5feo4内核外表面的包覆层,包覆层包括交替层叠设置的至少一层氮化物层以及至少一层氧化物层。氮化物层可以提升正极补锂材料的稳定性和电导率,氧化物层可以有效隔绝li5fe本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种正极补锂材料,其特征在于,所述正极补锂材料包括Li5FeO4内核以及包覆在所述Li5FeO4内核外表面的包覆层,所述包覆层包括交替层叠设置的至少一层氮化物层以及至少一层氧化物层;每一所述氮化物层的厚度为0.1nm-0.5nm,每一所述氧化物层的厚度为0.1nm-1nm。

2.如权利要求1所述的正极补锂材料,其特征在于,所述包覆层包括一层氮化物层和一层氧化物层;或者,所述包覆层包括交替层叠设置的至少一层氮化物层以及至少两层氧化物层;或者,所述包覆层包括交替层叠设置的至少两层氮化物层以及至少一层氧化物层。

3.如权利要求1或2所述的正极补锂材料,其特征在于,所...

【技术特征摘要】

1.一种正极补锂材料,其特征在于,所述正极补锂材料包括li5feo4内核以及包覆在所述li5feo4内核外表面的包覆层,所述包覆层包括交替层叠设置的至少一层氮化物层以及至少一层氧化物层;每一所述氮化物层的厚度为0.1nm-0.5nm,每一所述氧化物层的厚度为0.1nm-1nm。

2.如权利要求1所述的正极补锂材料,其特征在于,所述包覆层包括一层氮化物层和一层氧化物层;或者,所述包覆层包括交替层叠设置的至少一层氮化物层以及至少两层氧化物层;或者,所述包覆层包括交替层叠设置的至少两层氮化物层以及至少一层氧化物层。

3.如权利要求1或2所述的正极补锂材料,其特征在于,所述氮化物层包括aln、tin、gan、nbn以及inn中的一种或多种。

4.如权利要求1-3任一项所述的正极补锂材料,其特征在于,所述氧化物层包括al2o3、sio2、tio2、nio、zno、ga2o3、y2o3、zro2、nb2o5、in2o3、sno2、hfo2以及ta2o5中的一种或多种。

5.如权利要求1-4任一项所述的正极补锂材料,其特征在于,所述li5feo4内核的粒径d99为1μm-25μm;所述包覆层的厚度为0.2nm-6nm;所述包覆层中所述氮化物层的总厚度与所述氧化物层的总厚度的比值为(0.05-10):1。

6.如权利要求5所述的正极补锂材料,其特征在于,所述li5feo4内核的粒径d99为1μm-18μm;所述包覆层的厚度为0.2nm-1.9nm;所述包覆层中所述氮化物层的总厚度与所述氧化物层的总厚度的比值为(0.125-1.5):1。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的正极补锂材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

8.如权利要求7所述的正极补锂材料的制备方法,其特征在于,所述氮化物源包括第一金属源和氮源;所述第一金属源包括al(net2)3、al(nme2)3、alcl3、alet3、alme3、ti(net2)4、ti(netme)4、ti(nme2)4、ticl4、tii4、gacl3、gaet3、game3、nbcl5、inetme2以及inme3中的一种或多种,所述氮源包括nh3、n2h4以及n2...

【专利技术属性】
技术研发人员:石澍晨王常耀娄爽李瀚文周贵树
申请(专利权)人:比亚迪股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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