硫化物固态锂电池用双包覆层三元正极材料及其制备方法

技术特征：
1.一种硫化物固态锂电池用双包覆层三元正极材料及其制备方法，其特征在于，所述双包覆层由刚性氧化物层和柔性聚合物层组成。2.如权利要求1所述硫化物固态锂电池用双包覆层三元正极材料及其制备方法，其特征在于，所述刚性氧化物为铌酸锂(linbo3)，所述的柔性聚合物为聚吡咯(ppy)。3.如权利要求1所述硫化物固态锂电池用双包覆层三元正极材料及其制备方法，其特征在于，所述三元正极材料(ncm)为lini
1/3
co
1/3
mn
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o2(ncm333)、lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2(ncm523)、lini
0.6
co
0.2
mn
0.2
o2(ncm622)或者lini
0.8
co
0.1
mn
0.1
o2(ncm811)中的至少一种。4.一种如权利要求1所述硫化物固态锂电池用双包覆层三元正极材料的制备方法，其特征在于，首先在三元材料表面包覆铌酸锂，包括以下步骤：步骤一，将1mg锂金属溶解在5ml无水乙醇中，磁力搅拌1h，形成乙醇锂溶液，记为溶液a；步骤二，在溶液a中加入45mg乙醇铌，磁力搅拌1h，然后加入1g三元正极材料,再磁力搅拌5h，形成均匀的溶液，记为溶液b；步骤三，在80℃下加热并搅拌溶液b至无水乙醇挥发完毕，然后转移到真空烘箱，在100℃下高温烘干，得到黑色块状固体，记为固体c；步骤四，手工研磨黑色块状固体c，得到黑色粉末，然后将其置于通氧气气流的管式炉中进行400℃高温处理1h，得到铌酸锂包覆的三元正极材料(ncm@linbo3)。5.如权利要求4所述硫化物固态锂电池用双包覆层三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一和步骤二均在充满氩气的手套箱中完成。6.一种如权利要求1所述硫化物固态锂电池用双包覆层三元正极材料的制备方法，其特征在于，在三元材料表面包覆铌酸锂后，再在铌酸锂的表面包覆聚吡咯，包括以下步骤：(1)将0.2g包覆铌酸锂的三元正极材料加入到10ml十二烷基苯磺酸钠溶液中，搅拌1h，记为溶液d；(2)将10ml氯化铁溶液缓慢加入溶液d中，搅拌1h，记为溶液e；(3)将0.1ml吡咯单体分散在10ml乙醇溶液中，记为溶液f；将溶液f逐滴加入到溶液e中，然后继续搅拌2h；待步骤(3)完成后将产物离心分离，使用蒸馏水和乙醇分别洗涤五次，然后在80℃真空干燥12h，得到聚吡咯和铌酸锂双包覆的三元正极材料(ncm@linbo3@ppy)。7.如权利要求6所述硫化物固态锂电池用双包覆层三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)、(2)和(3)均在冰浴条件下进行搅拌。所述十二烷基苯磺酸钠的浓度为0.05mol l-1
，所述氯化铁溶液的浓度为0.2mol l-1
。8.如权利要求1所述硫化物固态锂电池，其特征在于，包括复合正极层、硫化物固态电解质层、金属锂铟合金负极层。9.如权利要求8所述硫化物固态锂电池，其特征在于，所述复合正极层包括双包覆层的三元正极材料、导电剂、硫化物固态电解质。10.如权利要求9所述，其特征在于，所述导电剂为vgcf、superp、乙炔黑或石墨烯中的至少一种；所述的硫化物固态电解质为li3ps4、li7p3s
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、li
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gep2s
12
或li6ps5cl中的至少一种。

技术总结
本发明属于固态锂电池技术领域，公开了一种硫化物固态锂电池用双包覆层三元正极材料及其制备方法，硫化物固态锂电池用双包覆层三元正极材料，刚性的铌酸锂包覆层是一种离子电导率高和电子绝缘的锂离子导体，通过阻碍电子向三元正极材料与硫化物电解质的界面处传导，抑制界面两侧Li 化学势差的扩大，阻止界面处空间电荷层的产生，降低界面阻抗。本发明的硫化物固态锂电池用双包覆层三元正极材料，柔性的聚吡咯包覆层具有柔软的结构，位于三元正极材料与硫化物电解质之间，不但可将硬的固固界面转化为软的界面，缓解三元正极材料与硫化物固态电解质之间的应力应变，降低界面阻抗；而且还可阻止界面副反应。且还可阻止界面副反应。且还可阻止界面副反应。


技术研发人员：周雷 王斌 文安 张俊祥 吴晨硕
受保护的技术使用者：电子科技大学长三角研究院（湖州）
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/2/3