本技術(shù)涉及正極材料，尤其是一種包覆有g(shù)a-llzo、latp及cnt的ncm正極顆粒。

背景技術(shù)：

1、電池主要是由正極及負(fù)極置于電解液中所形成。其中正極是將為數(shù)眾多的正極導(dǎo)電單元(正極材，如鈷酸鋰)混拌分散于漿料中。一般而言正極導(dǎo)電單元必須先與導(dǎo)電漿料混拌后方能使用于電極片上，并組裝成電池。因此眾多的正極導(dǎo)電單元(正極材)其彼此間是通過導(dǎo)電漿料所連接，因此導(dǎo)電漿料必須具有助導(dǎo)性或是導(dǎo)電性，方能使自由電子能在不同的正極導(dǎo)電單元中遷移且不必因內(nèi)電阻而消耗過多能量，而達(dá)到有效的導(dǎo)電目的。因此制造漿料時(shí)必須考慮到使用特定導(dǎo)電材調(diào)節(jié)漿料的導(dǎo)電性。

2、一般為了增加導(dǎo)電性，在正極漿料內(nèi)會(huì)填充多個(gè)正極顆粒，其中該正極顆粒的材料可以選自ncm(鎳鈷錳酸鋰)、lmfp(磷酸錳鐵鋰)等或其混合物，該正極顆粒分布在該正極漿料內(nèi)。

3、在申請(qǐng)人的其他專利中，為了更進(jìn)一步增加整個(gè)漿料的導(dǎo)電性，在漿料中添加納米碳管用于包圍電池的正極材料中的正極顆粒，再使用納米碳管跨接不同的正極導(dǎo)電單元，進(jìn)而降低電子跨越漿料至另一正極導(dǎo)電單元所產(chǎn)生的內(nèi)電阻，而提升整個(gè)正極的導(dǎo)電性。

4、上述的現(xiàn)有技術(shù)最主要的是對(duì)于正極漿料內(nèi)的內(nèi)容物增加其整體的導(dǎo)電性，進(jìn)而增加整個(gè)正極的電容量及導(dǎo)電能力。

5、申請(qǐng)人基于對(duì)于電池材料長(zhǎng)久的經(jīng)驗(yàn)，希望提出一種嶄新的設(shè)計(jì)，可以使得目前的固態(tài)電池的正極具有更高的電容量及導(dǎo)電性，以更進(jìn)一步提升電池的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、所以本實(shí)用新型的目的為解決上述現(xiàn)有技術(shù)上的問題，本實(shí)用新型中提出一種包覆有g(shù)a-llzo、latp及cnt的ncm正極顆粒，形成外表面被眾多ga-llzo細(xì)顆粒及l(fā)atp細(xì)顆粒所包覆的ncm大顆粒。因?yàn)樵搇atp細(xì)顆粒容納及均流鋰離子的能力遠(yuǎn)高于ncm大顆粒，且可避免該ncm大顆粒被電解液侵蝕，同時(shí)延長(zhǎng)電池的使用壽命。而且在該多個(gè)ncm大顆粒的表面上附著多個(gè)ga-llzo細(xì)顆粒，該ga-llzo細(xì)顆粒也具有容納及均流鋰離子的能力。所以當(dāng)鋰離子通過該正極時(shí)，可以通過分散的該ga-llzo細(xì)顆粒及該latp細(xì)顆粒的導(dǎo)引，而分散鋰離子的渠道，所以本實(shí)用新型正極的設(shè)計(jì)可以使得鋰離子具有更好的渠道。本實(shí)用新型還在包覆有g(shù)a-llzo及l(fā)atp細(xì)顆粒的ncm大顆粒的外側(cè)再包覆納米碳管，即cnt。納米碳管的作用即是在各種不同的ga-llzo細(xì)顆粒及l(fā)atp細(xì)顆粒的周圍形成導(dǎo)電性的架橋，而使得電子可以在該復(fù)合ncm大顆粒上傳導(dǎo)。本實(shí)用新型的構(gòu)架可以提供整體正極漿料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，所以可以減少鈷的使用量。

2、為達(dá)到上述目的本實(shí)用新型中提出一種包覆有g(shù)a-llzo、latp及cnt的ncm正極顆粒，包括：一正極基板，為一載板用于承載一正極的材料；一正極漿料層涂覆在該正極基板上，其中該正極漿料層包括：含有結(jié)合劑的正極漿料；多個(gè)正極顆粒分布在該正極漿料內(nèi)，各正極顆粒包括：一ncm大顆粒；其中該ncm大顆粒呈不規(guī)則的立方體形狀，其外表面被眾多ga-llzo細(xì)顆粒(鎵參雜的鋰鑭鋯氧化合物)及眾多l(xiāng)atp細(xì)顆粒(l?i?1+xa?lxt?i?2-x(po4)3)所包覆，其整體形成復(fù)合ncm大顆粒；其中該ga-llzo細(xì)顆粒在該ncm大顆粒上呈一凸弧型的分布，為中間高兩端平緩的型態(tài)；該ga-llzo細(xì)顆粒的底部與該ncm大顆粒之間形成一ga-llzo介相層，其作用主要為導(dǎo)引鋰離子，其次為保護(hù)該ncm大顆粒；其中該latp細(xì)顆粒在該ncm大顆粒上呈一凸弧型的分布，為中間高兩端平緩的型態(tài)；該latp細(xì)顆粒的底部與該ncm大顆粒之間形成一latp介相層，其作用主要做為保護(hù)層，其次為導(dǎo)引鋰離子；當(dāng)鋰離子通過該正極時(shí)，可以通過分散的該ga-llzo細(xì)顆粒的導(dǎo)引，而分散鋰離子的渠道；而該latp細(xì)顆?？杀苊庠搉cm大顆粒被電解液侵蝕，而且該latp細(xì)顆粒對(duì)于鋰離子具有更高的鋰離子容納及均流能力；該ga-llzo細(xì)顆粒、該latp細(xì)顆粒及該ncm大顆粒均為晶體結(jié)構(gòu)；其中該復(fù)合ncm大顆粒的外圍包覆有cnt(carbon?nanotube，納米碳管)，該cnt為短鏈cnt，其長(zhǎng)度介于0.5微米至1微米。

3、進(jìn)一步的，該ncm大顆粒尺寸大小為3至5微米；其為單晶結(jié)構(gòu)。

4、進(jìn)一步的，該ga-llzo介相層的徑向厚度介于2至10納米；該ga-llzo介相層是由ga-llzo及鈷的氧化物所形成。

5、進(jìn)一步的，該latp介相層的徑向厚度介于2至10納米；該latp介相層是由latp及鈷的氧化物所形成。

6、進(jìn)一步的，該ga-llzo細(xì)顆粒的橫向尺寸介于100至280納米；該latp細(xì)顆粒的橫向尺寸介于50至100納米。

7、進(jìn)一步的，該ga-llzo細(xì)顆粒的總重量相對(duì)于單顆的該ncm大顆粒的重量的比介于0.5至0.8wt％；該latp細(xì)顆粒的總重量相對(duì)于單顆的該ncm大顆粒的重量的比介于0.1至0.3wt％。

8、進(jìn)一步的，該cnt總體重量占單顆該ncm大顆粒重量的比例小于0.25％。

9、進(jìn)一步的，該短鏈cnt用于跨接該ga-llzo細(xì)顆粒和該ncm大顆粒，及跨接該latp細(xì)顆粒和該ncm大顆粒。

10、本實(shí)用新型的有益效果是：

11、本實(shí)用新型以該latp細(xì)顆粒局部替代部分的該ga-llzo細(xì)顆粒，減少該ncm大顆粒界面的負(fù)反應(yīng)，也降低包覆該ncm大顆粒的成本。該latp細(xì)顆粒的離子電導(dǎo)低于該ga-llzo細(xì)顆粒的電導(dǎo)，使用部分該ga-llzo細(xì)顆粒去取代成該latp細(xì)顆粒，其可在不改變離子的電導(dǎo)的情況下降低整體的生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型中在該ncm大顆粒的外表面附著該多個(gè)ga-llzo細(xì)顆粒，因?yàn)樵揼a-llzo細(xì)顆粒對(duì)于鋰離子的離子導(dǎo)引能力遠(yuǎn)高于該ncm大顆粒，而且不會(huì)與鋰離子產(chǎn)生負(fù)反應(yīng)。所以可以當(dāng)鋰離子通過該正極時(shí)，可以通過分散的該ga-llzo細(xì)顆粒的導(dǎo)引，而分散鋰離子的渠道，所以本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)可以使得鋰離子具有更好的渠道，而大大的增加整體電池的性能。而該latp細(xì)顆?？杀苊庠搉cm大顆粒被電解液侵蝕，而且該latp細(xì)顆粒對(duì)于鋰離子具有更高的鋰離子容納及均流能力。本實(shí)用新型中的該ga-llzo細(xì)顆粒、該latp細(xì)顆粒及該ncm大顆粒均為晶體結(jié)構(gòu)，所以整體上有良好的安定性，不會(huì)輕易釋出或解離，所以可以提高整個(gè)電池的電壓。

12、由下文的說明可更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征及其優(yōu)點(diǎn)，閱讀時(shí)并請(qǐng)參考附圖。

技術(shù)特征：

1.一種包覆有g(shù)a-llzo、latp及cnt的ncm正極顆粒，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的包覆有g(shù)a-llzo、latp及cnt的ncm正極顆粒，其特征在于，該ncm大顆粒尺寸大小為3至5微米；其為單晶結(jié)構(gòu)。

3.如權(quán)利要求1所述的包覆有g(shù)a-llzo、latp及cnt的ncm正極顆粒，其特征在于，該ga-llzo介相層的徑向厚度介于2至10納米；該ga-llzo介相層是由ga-llzo及鈷的氧化物所形成。

4.如權(quán)利要求1所述的包覆有g(shù)a-llzo、latp及cnt的ncm正極顆粒，其特征在于，該latp介相層的徑向厚度介于2至10納米；該latp介相層是由latp及鈷的氧化物所形成。

5.如權(quán)利要求1所述的包覆有g(shù)a-llzo、latp及cnt的ncm正極顆粒，其特征在于，該ga-llzo細(xì)顆粒的橫向尺寸介于100至280納米；該latp細(xì)顆粒的橫向尺寸介于50至100納米。

6.如權(quán)利要求1所述的包覆有g(shù)a-llzo、latp及cnt的ncm正極顆粒，其特征在于，該ga-llzo細(xì)顆粒的總重量相對(duì)于單顆的該ncm大顆粒的重量的比介于0.5至0.8wt％；該latp細(xì)顆粒的總重量相對(duì)于單顆的該ncm大顆粒的重量的比介于0.1至0.3wt％。

7.如權(quán)利要求1所述的包覆有g(shù)a-llzo、latp及cnt的ncm正極顆粒，其特征在于，該cnt總體重量占單顆該ncm大顆粒重量的比例小于0.25％。

8.如權(quán)利要求1所述的包覆有g(shù)a-llzo、latp及cnt的ncm正極顆粒，其特征在于，該短鏈cnt用于跨接該ga-llzo細(xì)顆粒和該ncm大顆粒，及跨接該latp細(xì)顆粒和該ncm大顆粒。

技術(shù)總結(jié)
一種包覆有Ga?LLZO、LATP及CNT的NCM正極顆粒，包括：一正極基板；一正極漿料層涂覆在該正極基板上，該正極漿料層包括：含有結(jié)合劑的正極漿料，及多個(gè)正極顆粒，其各包括：一NCM大顆粒；其外表面被眾多Ga?LLZO細(xì)顆粒及眾多LATP細(xì)顆粒所包覆，整體形成復(fù)合NCM大顆粒；其中該Ga?LLZO細(xì)顆粒及該LATP細(xì)顆粒在該NCM大顆粒上呈一凸弧型的分布；該Ga?LLZO細(xì)顆粒的底部與該NCM大顆粒之間形成一Ga?LLZO介相層，該LATP細(xì)顆粒的底部與該NCM大顆粒之間形成一LATP介相層。該復(fù)合NCM大顆粒的外圍包覆的CNT為短鏈CNT，短鏈CNT長(zhǎng)度介于0.5微米至1微米。

技術(shù)研發(fā)人員：陳文忠,王伯萍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州固太科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240227
技術(shù)公布日：2024/12/26