[发明专利]一种正极材料的同步掺杂-包覆双重改性方法

说明书

一种正极材料改性方法，其步骤为：（1）配制双草酸硼酸盐‑碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯改性电解液；（2）用配置的改性电解液和待改性正极材料组装电池；（3）将组装的电池在一定充放电电压范围下，控制恒电流充放电电流密度，进行电化学循环；（5）循环结束后，取出正极，将正极用EC清洗，即可获得改性后的正极材料。本发明提供的正极材料改性方法可以实现对正极材料的同步掺杂‑包覆双重改性，既可以改善材料锂层环境，又可以增加界面稳定性，提升正极材料的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及锂离子电池正极材料。

背景技术

正极材料作为锂离子电池的重要组成部分，其性能很大程度上决定了锂离子电池的能量密度和功率密度。随着对锂离子电池性能要求不断提高，开发高性能锂离子电池正极材料变得尤为重要。

在长循环过程中，正极材料由于电极/电解液界面稳定差、晶体结构易发生改变，因此造成正极材料的循环性能变差。为了解决层状三元材料循环稳定性差的问题，通常应用掺杂、包覆等一系列改性措施来提升材料的长循环性能。传统的单元素掺杂、单层包覆已经不能有效的解决以上问题，如Na、Mg、Al等金属离子掺杂虽能有效的抑制Li⁺/Ni²⁺混排，维持良好的锂层环境，提升层状结构的稳定性，但不能抑制界面副反应。如Al₂O₃、SiO₂等包覆虽能有效的抑制电解液的侵蚀，维持界面稳定性，但仍不足以维持长循环过程中层状结构的稳定性。因此利用掺杂与包覆的协同作用对材料进行双重改性是一条有效的技术路线。

专利公开号CN111056578A采用对正极材料前驱体进行Na/F元素掺杂，进而对材料进行导电聚合物包覆，获得多重改性的正极材料。该方法针对正极材料的掺杂-包覆双重改性，需要两步才能够实现，即先对材料进行掺杂，之后再对材料进行包覆，这种方法工艺复杂、耗时、成本高。因此开发一种高效、简便的多重改性方法十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种正极材料的同步掺杂-包覆双重改性方法。

本发明是一种正极材料的同步掺杂-包覆双重改性方法，其步骤为：

步骤（1）配制浓度为0.2~0.8mol L^-1的双草酸硼酸金属盐-EC/DEC改性电解液；

步骤（2）用步骤（1）中配制好的电解液和待改性正极材料电极片组装电池；

步骤（3）将步骤（2）中组装的电池在一定电压范围内，进行1~10次恒电流充放电循环；

步骤（4）循环结束后，取出正极片，将正极用EC清洗，即可获得改性后的正极材料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供的正极材料改性方法操作简便、高效、成本低，有效减小工艺复杂度。可以一步实现正极材料的同步掺杂-包覆双重改性，既可以有效的降低材料阳离子混排，增加锂离子传输速率；又可以提升材料界面稳定性，减小电解液的侵蚀。通过此改性方法对正极材料进行改性，可以有效提升材料长循环稳定性。

附图说明

图1为实施例1中改性后正极材料的XRD图，图2为实施例1中改性前正极材料的TEM图，图3为实施例1中改性后正极材料TEM图，图4为实施例1中改性前后正极材料的循环性能图，图5为实施例2中改性前后的正极材料循环性能图。

具体实施方式

本发明是一种正极材料的同步掺杂-包覆双重改性方法，其步骤为：

步骤（1）配制浓度为0.2~0.8mol L^-1的双草酸硼酸金属盐（MBOB，M：金属离子）-EC/DEC改性电解液；

步骤（2）用步骤（1）中配制好的电解液和待改性正极材料电极片组装电池；