[发明专利]一种电极材料的改性方法

说明书

本发明属于能源材料技术领域，尤其涉及一种电极材料的改性方法，所述改性方法包括以下步骤：获得改性前驱体；将所述改性前驱体与离子迁移物质进行反应，得到第一电极材料；将所述第一电极材料进行原子层沉积表面修饰，得到含包覆层的第二电极材料；将所述第二电极材料进行第一热处理，以使表面构筑异质外延结构，得到改性电极材料；所述第一热处理包括：在温度为200‑400℃下处理1‑8小时，实现正极材料表面精准纳膜包覆掺杂(PNCD)，达到为0.1nm的包覆层厚度精度和0.1at.％的原子掺杂精度；同时在材料表面构筑异质外延结构，得到体相掺杂与表面改性优化的改性电极材料，进行PNCD后的改性电极材料具有更优异的电化学性能，首周容量更高，容量更佳稳定。

技术领域

本发明属于能源材料技术领域，尤其涉及一种电极材料的改性方法。

背景技术

电池是当今社会发展中必不可少的能量存储装置，而电极材料是电池的核心组成部分，其物化性质直接影响了电池的电化学性能。目前所有的电极材料均存在容量低，化学和电化学稳定性差，机械性能不佳，导电性差等一系列问题。因此，对电极材料进行研究改进是电池领域研究中的重点。

体相掺杂和表面改性是材料改性中最为常见的两种手段。然而，常见的体相掺杂和表面改性方法主要是干法和湿法(干法，共沉淀法，溶胶凝胶法等)。湿法的混合过程和反应过程的控制精度只能达到分子级别，而干法的混合过程和反应过程的控制精度更低。以干法和湿法为基础的掺杂方法最高只能达到1at.％的原子掺杂精度，同时，表面改性工艺只能达到5nm的包覆厚度精度，容易造成电极材料体相和表面掺杂元素组成不均匀，表面包覆层厚度过大，包覆层厚度分布不均匀等问题，导致材料的电化学性能下降。

干法和湿法的包覆和掺杂精度难以达到精准研究体相掺杂元素组成或表面组成，影响对电极材料的相变机制和电极过程动力学等科学问题的研究。所以，寻找高控制精度的体相掺杂和表面改性手段对电极材料的优化研究至关重要。

发明内容

本申请提供了一种电极材料的改性方法，以解决现有的干法法和湿法的包覆和掺杂精度导致导致现有电极材料的电化学性能不佳的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种电极材料的改性方法，所述改性方法包括以下步骤：

获得改性前驱体；

将所述改性前驱体与离子迁移物质进行加热反应，得到第一电极材料；

将所述第一电极材料进行原子层沉积表面修饰，得到含包覆层的第二电极材料；

将所述第二电极材料进行第一热处理，以使表面构筑异质外延结构，得到改性电极材料；

所述第一热处理包括：在温度为200-400℃下处理1-8小时。

可选的，所述第一包覆层的成分包括氧化物、氟化物和磷酸盐中的至少一种，所述包覆层的厚度为0.1-10nm。

可选的，所述改性前驱体包括：金属的氧化物、氢氧化物、硫化物、硒化物、氟化物和磷酸盐中的至少一种。

可选的，所述金属包括铁、钴、铝、镍和锡中至少一种。

可选的，所述获得改性前驱体，包括：通过原子沉积工艺，对前驱体进行表面包覆，得到含第二包覆层的所述前驱体；

对含第二包覆层的所述前驱体进行第二热处理，以使包覆层的元素均匀分布在前驱体体相的晶格内，得到改性前驱体。

可选的，所述前驱体包括：三甲基铝、三氯化铝、钛酸四异丙酯、四氯化钛和铪酸四异丙酯中至少一种。

可选的，所述第二热处理的温度为500-900℃下，时间为6-24h。

可选的，所述离子迁移物质包括含锂、钠、钾、镁、钙、氟、氯和氧中至少一种元素的无机物和/或有机物。