[发明专利]一种正极材料及其制备方法

说明书

本公开涉及一种阵列式结构层包覆的正极材料，该正极材料包括正极活性材料颗粒和结合在所述正极活性材料颗粒表面的包裹颗粒；所述正极活性材料颗粒的粒径为1.0‑10.0μm；所述包裹颗粒彼此间隔地呈阵列式排列；所述包裹颗粒粒径在20‑300nm范围内。该正极材料可以改善正极表面材料与粘结剂和导电剂的结合效果，减少极片掉粉引起的不良率。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体地，涉及一种阵列式结构层包覆的正极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、容量大、体积小、重量轻、循环寿命长等优点，在便携式电子产品、电动自行车、电动汽车、能源存储等领域具有广泛的应用。正极材料作为影响锂离子电池性能和应用的关键因素，近年来备受关注，得到了迅速发展，但是其仍存在结构稳定性差、倍率性能和高温性能差等缺点。而包裹作为一种材料表面修饰的常用方法，其在稳定正极材料结构、提高电化学稳定性等方面具有积极效果，常作为正极材料改性的有效手段之一。

目前正极材料包覆改性主要先通过固相或者液相法将包覆原料与正极材料混合均匀后再高温烧结，在正极颗粒表面得到均匀的包覆层，该包裹层与粘结剂和导电剂的结合能力较差，需要使用大量的粘结剂才能将正极活性物质与集流体有效粘合，否则活性物质容易从极片脱落，无法正常使用。

因此，急需寻找一种正极材料包覆改性的方法和正极材料包裹改性结构用以提高锂离子电池正极材料结构的稳定性。

发明内容

本公开的目的在于改善正极表面材料与粘结剂和导电剂的结合效果，减少极片掉粉引起的不良率，提供一种阵列式结构层包覆的正极材料。

为了实现上述目的，本公开提供了一种阵列式结构层包覆的正极材料，该正极材料包括正极活性材料颗粒和结合在所述正极活性材料颗粒表面的包裹颗粒；所述正极活性材料颗粒的粒径为1.0-10.0μm；所述包裹颗粒彼此间隔地呈阵列式排列；所述包裹颗粒粒径在20-300nm范围内。

可选地，所述包裹颗粒的粒径为50-240nm，中值粒径D50在100-200nm范围内；所述包裹颗粒呈点状阵列式排列、线状阵列式排列或多边形状的阵列式排列；所述正极活性材料颗粒的数量与所述包裹颗粒的数量比为1：100-500。

可选地，所述包裹颗粒的材料为Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MnO₂、CeO₂、V₂O₅、SiO₂、Li₂TiO₃、Li₂ZrO₃、Li₂BO₃和LiAlO₂中的至少一种；所述正极活性材料颗粒的材料为钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂和锰酸锂中的至少一种。

可选地，所述正极活性材料颗粒的表面还具有包裹层；所述包裹层的厚度为2-20nm；所述包裹层的材料为Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MnO₂、CeO₂、V₂O₅、SiO₂、Li₂TiO₃、Li₂ZrO₃、Li₂BO₃和LiAlO₂中的至少一种。

本公开还提供了一种制备阵列式结构层包覆的正极材料的方法，该方法包括如下步骤：

S1、将包裹原材料B与有机溶剂进行混合并进行分散，得到物料C；所述包裹原材料B的粒径在100-500nm范围内；