本發(fā)明涉及電池，特別是涉及一種正極材料及其制備方法、正極極片以及全固態(tài)電池。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源汽車的廣泛應(yīng)用，對(duì)鋰離子電池的續(xù)航里程提出了更高的要求，因此提升電池的能量密度迫在眉睫。在鋰離子電池中，全固態(tài)電池相對(duì)于液體電池，具有更高的能量密度和安全性能，從而得到了廣泛應(yīng)用。

2、在全固體電池中，固態(tài)電解質(zhì)包括聚合物、氧化物和硫化物等，硫化物電解質(zhì)具有良好的機(jī)械性能和較高的離子電導(dǎo)率，被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ碾娊赓|(zhì)材料之一。然而，硫化物電解質(zhì)和正極活性材料之間的界面兼容性差，在高電壓下容易發(fā)生副反應(yīng)。而且，當(dāng)正極活性材料的鎳含量高時(shí)，正極活性材料表面上的非活性鋰會(huì)明顯增加，非活性鋰不僅會(huì)對(duì)正極活性材料的儲(chǔ)存條件提出更加苛刻的要求，還會(huì)導(dǎo)致電池的電化學(xué)性能大幅下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種正極材料及其制備方法、正極極片以及全固態(tài)電池，能夠消除正極活性材料表面上的非活性鋰，提高電池的電化學(xué)性能，還能夠提升正極活性材料表面的鋰離子傳輸，避免正極活性材料和電解質(zhì)直接接觸，避免正極活性材料和電解質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)，從而降低正極活性材料和電解質(zhì)之間的界面阻抗，提高正極活性材料和電解質(zhì)之間的兼容性。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

3、本發(fā)明提供一種正極材料，至少包括：

4、正極活性材料；以及

5、鹵化物修飾層，設(shè)置在所述正極活性材料的表面上，且所述鹵化物修飾層的材料在x射線衍射譜圖中，在衍射角2θ值為14°±0.5°、24.5°±0.5°和31°±0.5°的位置分別具有衍射峰。

6、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述鹵化物修飾層的材料包括鋰、氧、配位金屬和鹵素，所述配位金屬包括鈮、鉭、鋯、鋁、鎂和錳中的至少一種，所述鹵素至少包括氯。

7、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述鹵化物修飾層具有預(yù)設(shè)離子電導(dǎo)率，所述預(yù)設(shè)離子電導(dǎo)率大于3ms/cm。

8、本發(fā)明還提供一種正極極片，至少包括：

9、集流體；以及

10、正極活性層，設(shè)置在所述集流體的表面上，且所述正極活性層至少包括上述的正極材料。

11、本發(fā)明還提供一種全固態(tài)電池，至少包括：

12、上述的正極極片；

13、負(fù)極極片；以及

14、電解質(zhì)層，設(shè)置在所述正極極片和所述負(fù)極極片之間。

15、本發(fā)明提供一種正極材料的制備方法，至少包括以下步驟：

16、提供正極活性材料；

17、在所述正極活性材料的表面上均勻附著鹵化物；以及

18、所述鹵化物在所述正極活性材料的表面上反應(yīng)形成鹵化物修飾層，得到正極材料。

19、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述鹵化物附著在所述正極活性材料的表面上的方式包括干法機(jī)械混合或濕法混合。

20、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述鹵化物至少包括氯化物，所述氯化物包括氯化鈮、氯化鉭、氯化鋯、氯化鋁、氯化鎂和氯化錳中的至少一種。

21、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述鹵化物的質(zhì)量為所述正極活性材料的質(zhì)量的0.1％-5％。

22、在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述制備方法還包括：在形成所述鹵化物修飾層后，對(duì)所述正極活性材料和所述鹵化物修飾層進(jìn)行加熱處理，所述加熱處理的溫度為60℃-400℃，所述加熱處理的時(shí)間為1h-10h。

23、綜上所述，本發(fā)明提供了一種正極材料及其制備方法、正極極片以及全固態(tài)電池，通過在正極活性材料和電解質(zhì)之間形成鹵化物修飾層，能夠提升正極活性材料表面的鋰離子傳導(dǎo)性能，且能夠避免正極活性材料和電解質(zhì)直接接觸，避免正極活性材料和電解質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)，從而降低正極活性材料和電解質(zhì)之間的界面阻抗，提高正極活性材料和硫化物電解質(zhì)之間的兼容性，進(jìn)而提升電池的綜合電化學(xué)性能。而且，本發(fā)明提供的正極材料及其制備方法和應(yīng)用，能夠消除正極活性材料表面上的非活性鋰，從而放寬正極活性材料的儲(chǔ)存條件，提升電池的電化學(xué)性能。

24、當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一方式并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種正極材料，其特征在于，至少包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述鹵化物修飾層的材料包括鋰、氧、配位金屬和鹵素，所述配位金屬包括鈮、鉭、鋯、鋁、鎂和錳中的至少一種，所述鹵素至少包括氯。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述鹵化物修飾層具有預(yù)設(shè)離子電導(dǎo)率，所述預(yù)設(shè)離子電導(dǎo)率大于3ms/cm。

4.一種正極極片，其特征在于，至少包括：

5.一種全固態(tài)電池，其特征在于，至少包括：

6.一種正極材料的制備方法，其特征在于，至少包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述鹵化物附著在所述正極活性材料的表面上的方式包括干法機(jī)械混合或濕法混合。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述鹵化物至少包括氯化物，所述氯化物包括氯化鈮、氯化鉭、氯化鋯、氯化鋁、氯化鎂和氯化錳中的至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述鹵化物的質(zhì)量為所述正極活性材料的質(zhì)量的0.1％-5％。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：在形成所述鹵化物修飾層后，對(duì)所述正極活性材料和所述鹵化物修飾層進(jìn)行加熱處理，所述加熱處理的溫度為60℃-400℃，所述加熱處理的時(shí)間為1h-10h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種正極材料及其制備方法、正極極片以及全固態(tài)電池，所述正極材料至少包括：正極活性材料；以及鹵化物修飾層，設(shè)置在所述正極活性材料的表面上，且所述鹵化物修飾層的材料在X射線衍射譜圖中，在衍射角2θ值為14°±0.5°、24.5°±0.5°和31°±0.5°的位置分別具有衍射峰。通過本發(fā)明提供的正極材料及其制備方法、正極極片以及全固態(tài)電池，能夠消除正極活性材料表面上的非活性鋰，提高正極材料表面的離子傳導(dǎo)，還能夠避免正極活性材料和電解質(zhì)直接接觸，提升正極活性材料和電解質(zhì)之間的兼容性，改善電池的電化學(xué)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：傅小蘭,周心安,崔忠慧,王沖,楊凱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江綠色智行科創(chuàng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26