具有复合保护层的正极材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及锂离子二次电池材料，具体涉及一种具有复合保护层的正极材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、锂离子电池，作为我们现代社会广泛使用且至关重要的能源存储设备，其性能的持续提高与优化一直是电池行业努力追求的目标。这种目标的实现，离不开正极材料的持续改进与优化。正极材料，作为锂离子电池的核心组成部分，其性能的优劣直接决定了电池的电化学性能，进而影响了整个电池的性能水平。

2、然而，现有的正极材料在充放电过程中普遍存在一些严重的问题。首先，体积变化大，这使得电池在充放电过程中容易受到损伤，降低电池的稳定性和寿命。这种体积变化会破坏电池内部的微观结构，影响电池的性能。其次，离子传导率低，会导致电池内部电荷转移的迟缓，这直接影响了电池的倍率性能，进一步限制了电池的性能。以上不足不仅影响了电池的寿命和稳定性，还限制了电池的充放电效率和能量密度，使得锂离子电池在许多应用领域中的性能无法得到有效提升。因此，解决这两个问题成为了锂离子电池技术发展的关键所在。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种具有复合保护层的正极材料及其制备方法和应用。本发明提供的具有复合保护层的正极材料具有优异的电化学性能和稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种具有复合保护层的正极材料，所述正极材料包括正极材料基体以及依次包覆于正极材料基体表面的第一保护层和第二保护层；所述第一保护层含有金属m和硼的氧化物，所述第二保护层包含聚氰基丙烯酸酯；

3、其中，所述金属m选自第iiia族金属元素、第ivb族金属元素和镧系金属元素中的至少一种。

4、本发明第二方面提供一种具有复合保护层的正极材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

5、(1)将含金属m的化合物、含硼化合物与正极材料基体混合，然后进行热处理；

6、(2)在溶剂与步骤(1)得到的热处理产物存在下，将氰基丙烯酸酯单体进行聚合反应；

7、其中，所述金属m选自第iiia族金属元素、第ivb族金属元素和镧系金属元素中的至少一种。

8、本发明第三方面提供一种第一方面所述的具有复合保护层的正极材料或者第二方面所述制备方法制得的具有复合保护层的正极材料在锂离子电池中的应用。

9、通过上述技术方案，本发明的有益效果包括：

10、本发明提供的具有复合保护层的正极材料中，第二保护层中的cn-官能团可以与第一层保护层的金属元素形成强配位体，这样形成的保护层更为紧固。通过这种双层保护的方式，不仅可以提高锂离子电池的电化学性能，还可以增强正极材料的耐久性和稳定性，使得电池在充放电过程中更加稳定，减少了循环过程中dcr(直流阻抗)的增长，使其具有更长的使用寿命。

技术特征：

1.一种具有复合保护层的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括正极材料基体以及依次包覆于正极材料基体表面的第一保护层和第二保护层；所述第一保护层含有金属m和硼的氧化物，所述第二保护层包含聚氰基丙烯酸酯；

2.根据权利要求1所述的正极材料，其中，

3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其中，

4.一种具有复合保护层的正极材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的方法，其中，

6.根据权利要求4所述的方法，其中，

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其中，

8.根据权利要求4-7中任意一项所述的方法，其中，

9.根据权利要求4-8中任意一项所述的方法，其中，

10.一种权利要求1-3中任意一项所述的具有复合保护层的正极材料或者权利要求4-9中任意一项所述制备方法制得的具有复合保护层的正极材料在锂离子电池中的应用。

技术总结
本发明涉及锂离子二次电池材料技术领域，公开了一种具有复合保护层的正极材料及其制备方法和应用。一种具有复合保护层的正极材料，所述正极材料包括正极材料基体以及依次包覆于正极材料基体表面的第一保护层和第二保护层；所述第一保护层含有金属M和硼的氧化物，所述第二保护层包含聚氰基丙烯酸酯；其中，所述金属M选自第IIIA族金属元素、第IVB族金属元素和镧系金属元素中的至少一种。本发明提供的具有复合保护层的正极材料具有优异的电化学性能和稳定性。

技术研发人员：柴海涛,方胜庭,田新勇
受保护的技术使用者：陕西红马科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9