一种碳包覆正极材料及其制备方法与应用与流程

技术特征：
1.一种碳包覆正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合卤代胆碱基化合物、磷酸盐和溶剂，得到碳源溶液；(2)将正极活性材料和阳极置于步骤(1)所述碳源溶液中，进行电沉积，得到所述碳包覆正极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合卤代胆碱基化合物、磷酸盐和溶剂时，还加入了超临界co2流体；优选地，所述卤代胆碱基化合物、磷酸盐、溶剂和超临界co2流体的质量比为(0.5-2):(2-10):(15-25):(25-35)。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述卤代胆碱基化合物包括氟代胆碱基化合物、氯代胆碱基化合物、溴代胆碱基化合物或碘代胆碱基化合物中的任意一种或至少两种的组合，优选为氟代胆碱基化合物；优选地，步骤(1)所述磷酸盐包括磷酸钠和/或磷酸钾；优选地，步骤(1)所述溶剂包括醇类溶剂。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述电沉积的电压为30-50v；优选地，步骤(2)所述电沉积的时间为2-5h；优选地，步骤(2)所述电沉积的温度为20-50℃，压力为5-15mpa。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述阳极包括膨胀石墨板；优选地，步骤(2)所述正极活性材料包括但不限于磷酸铁锂。6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，制备步骤(2)所述正极活性材料的方法包括如下步骤：(i)将锂盐、铁盐和磷酸盐进行混合，得到混合料；(ii)步骤(i)所述混合料进行微波反应，得到所述正极活性材料；优选地，步骤(ii)所述微波反应的功率为800-2000w，时间为5-40min；优选地，步骤(ii)所述微波反应在氮气气氛中进行，所述氮气的流量为30-50l/min。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(i)所述将锂盐、铁盐和磷酸盐进行混合时，还加入了掺杂剂；优选地，所述掺杂剂包括镁盐；优选地，步骤(i)所述锂盐中的锂离子和铁盐中的铁离子的摩尔比为(1.05-1.15):1。8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)以(0.5-2):(2-10):(15-25):(25-35)的质量比混合卤代胆碱基化合物、磷酸盐、溶剂和超临界co2流体，得到碳源溶液；(2)将正极活性材料和膨胀石墨板置于步骤(1)所述碳源溶液中，在20-50℃的温度下，5-15mpa的压力下，以30-50v的电压进行电沉积2-5h，得到所述碳包覆正极材料；制备步骤(2)所述正极活性材料的方法包括如下步骤：(i)将锂盐、铁盐、磷酸盐和掺杂剂进行混合，得到混合料；(ii)步骤(i)所述混合料进行在流量为30-50l/min的氮气气氛中，以800-2000w的功率
进行微波反应5-40min后，得到所述正极活性材料。9.一种碳包覆正极材料，其特征在于，所述碳包覆正极材料采用如权利要求1-8任一项所述的制备方法得到。10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求9所述的碳包覆正极材料。

技术总结
本发明提供了一种碳包覆正极材料及其制备方法与应用，所述制备方法包括如下步骤：混合卤代胆碱基化合物、磷酸盐和溶剂，得到碳源溶液；将正极活性材料和阳极置于所述碳源溶液中，进行电沉积，得到所述碳包覆正极材料。本发明通过采用特定的碳源溶液，进行电化学沉积，得到卤氮双掺杂的碳包覆正极材料，控制了正极活性材料的晶粒尺寸和内部输运特性，抑制了晶格畸变，提高了正极材料的离子导电性和电子导电性，保证了碳材料的均匀沉积，提升了碳包覆层的结合强度和均匀性，增强了粒子与粒子之间的导电性，减少了电池极化的同时还抑制了晶粒的生长，缩短了Li


技术研发人员：夏寒 许开华 陈玉君 张文艳 唐尧 张翔
受保护的技术使用者：格林美（无锡）能源材料有限公司
技术研发日：2022.11.21
技术公布日：2023/2/3