[发明专利]改性正极材料及其制备方法及二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种改性正极材料及其制备方法及二次电池。

背景技术

二次电池，尤其是锂离子二次电池技术的先进性和在新兴关键市场(电动汽车领域)的应用，已激发全球范围内的研发热潮，因此锂离子二次电池势必将在电动汽车和新能源领域占据重要位置。在目前已有的商用电动汽车领域的高功率型锂离子二次电池中，负极材料通常混合了动力学性能较好的硬碳或者钛酸锂来改善其室温循环性能，而正极则多采用的包覆工艺，在正极材料表面包覆一些过渡金属Al、Zr、Ti等具有简单结构的氧化物。

从现有技术来看，混用硬碳负极的锂离子二次电池降低了首次库伦效率，降低了单体电池的容量与能量密度；同样钛酸锂负极嵌入Li的电位相对较高，导致锂离子二次电池整体的能量密度有所损失。而在正极材料表面包覆具有简单结构的Al、Zr、Ti等氧化物的虽然稳定了正极材料的表面结构，但不能很好的兼顾正极表面离子输运与电子输运的需求。另外，室温下高倍率充电过程中，正极片所承担的过电位较大，伴随着明显的温度升高等问题，这些问题影响了室温下快充电池的循环使用寿命。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种改性正极材料及其制备方法及二次电池，当本发明的改性正极材料应用到二次电池中后，能够提高高倍率充放电过程中二次电池的结构稳定性和动力学性能。

为了达到上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种改性正极材料，其包括正极活性物质以及包覆层。所述包覆层包覆在所述正极活性物质的表面。所述包覆层的通式为Ma_xMo_yP_zO_n且具有类NASICON晶体结构，其中，Ma选自Li或Na，x为1～3内的整数，y、z、n为大于0的整数。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种改性正极材料的制备方法，用于制备本发明第一方面所述的改性正极材料，包括步骤：(1)将Ma源、Mo源与P源按原子比Ma:Mo:P＝x:y:z均匀混合处理后得到具有类NASICON晶体结构的Ma_xMo_yP_zO_n，其中，Ma选自Li或Na，x为1～3内的整数，y、z、n为大于0的整数；(2)将得到的Ma_xMo_yP_zO_n与正极活性物质均匀混合后进行煅烧，得到正极活性物质的表面包覆有包覆层Ma_xMo_yP_zO_n的改性正极材料。

在本发明的第三方面，本发明提供了另一种改性正极材料的制备方法，用于制备本发明第一方面所述的改性正极材料，包括步骤：(1)将Ma源、Mo源与P源按原子比Ma:Mo:P＝x:y:z溶于溶剂中得到混合溶液；(2)向混合溶液中加入正极活性物质，搅拌均匀后进行煅烧，得到正极活性物质的表面包覆有包覆层Ma_xMo_yP_zO_n的改性正极材料，其中，Ma_xMo_yP_zO_n具有类NASICON晶体结构，Ma选自Li或Na，x为1～3内的整数，y、z、n为大于0的整数。

在本发明的第四方面，本发明提供了一种二次电池，其包括根据本发明第一方面所述的改性正极材料。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

当本发明的改性正极材料应用到二次电池中后，能够提高高倍率充放电过程中二次电池的结构稳定性和动力学性能。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的改性正极材料及其制备方法及二次电池。

首先说明根据本发明第一方面的改性正极材料。

根据本发明第一方面的改性正极材料包括正极活性物质以及包覆层。所述包覆层包覆在所述正极活性物质的表面。所述包覆层的通式为Ma_xMo_yP_zO_n且具有类NASICON晶体结构。其中，Ma选自Li或Na，x为1～3内的整数，y、z、n为大于0的整数。

在根据本发明第一方面所述的改性正极材料中，包覆层可以提高正极活性物质的结构稳定性，提高高倍率充放电过程中二次电池的结构稳定性，进而改善二次电池的循环及存储性能。