【CN109860545A】一种锂离子电池三元正极材料的原子层沉积包覆改性方法【专利】

(10)申请公布号 CN 109860545 A (43)申请公布日 2019.06.07 H01M 4/62(2006 .01) H01M 10/0525(2010 .01)
权利要求书2页 说明书6页 附图2页
CN 109860545 A
CN 109860545 A
权 利 要 求 书
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1 .一种锂离子电池三元正极材料的原子层沉积包覆改性方法，其特征在于，包括以下 步骤：
(5) 向 所述反应室通入包覆物 质源B ，在第四 指定时间内反应 ，再向 所述反应室通入惰 性气体进行清洗，以带走反应室中的过剩包覆物质源B及副产物；
(6) 重复步骤 (2) - (5) 多次 后 ，即得到包覆有氧化物层、单晶 形貌或二次 颗粒形貌的 三 元正极材料，实现三元正极材料的包覆改性。
4 .根据权利要求1或3所述的锂电池三元正极材料的原子层沉积包覆改性方法，其特征 在于，所述将三元正极材料粉末放入预先充满干燥空气的原子层沉积设备的反应室之前还 包括以下步骤：
( 54 )发明 名称 一 种锂离子电 池三元正极材料的 原子层沉
积包覆改性方法 ( 57 )摘要
本发明 揭示了一 种锂离子电 池三元正极材 料的原子层沉积包覆改性方法，利用水洗除去三 元材料表面分布不均的残锂，然后利用热处理使 三元材料中的部分锂离子在三元材料表面均匀 析出，形成均匀的锂化物层，再通过ALD沉积一层 氧化物 ，通过反应 ，形成一层均匀的 快离子导体 包覆层 ，并 且通过参数的 调整 ，可以 实现包覆层 厚度可控的包覆改性。本发明的锂离子电池三元 正极材料的原子层沉积包覆改性方法，能在提高 三元正极材料循环及存储性能等在内的长期性 能的同时 ，减小包覆层对正极材料动力学性能的 破坏。
一种锂离子电池三元正极材料的原子层沉积包覆改性方法
技术领域 [0001] 本发明涉及到新能源技术领域，特别是涉及到一种锂离子电池三元正极材料的原 子层沉积包覆改性方法。
(3) 向 所述反应室通入包覆物 质源B ，在第二指定时间内反应 ，再向 所述反应室通入惰 性气体进行清洗，以带走反应室中的过剩包覆物质源B及副产物；所述包覆物质源B为氧气、 水中的一种；
(4) 重复步骤 (2) - (3) 多次 后 ，即得到包覆有氧化物层、单晶 形貌或二次 颗粒形貌的 三 元正极材料，实现三元正极材料的包覆改性。
3 .一种锂离子电池三元正极材料的原子层沉积包覆改性方法，其特征在于，包括以下 步骤：
(1) 将三元正极材料粉末放入预先充满干燥空气的 原子层沉积设备的反应室中 ，升高 反应室温度，并保持反应室温度在指定范围内；
(2) 向 所述反应室通入包覆物 质源A ，在第一指定时间内反应 ，再向 所述反应室通入惰 性气体进行清洗，以带走反应室中的过剩包覆物质源A；所述包覆物质源A为有机硼化物、有 机铝化物、有机镁化物、有机钛化物中的一种；
将三元正极材料送水洗，然后经离心、真空干燥。 5 .根据权利要求4所述的锂电池三元正极材料的原子层沉积包覆改性方法，其特征在 于，所述三元正极材料的水洗温度为10-30℃，水洗时间为3-15min。
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权 利 要 求 书
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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6 .根据权利要求4所述的锂电池三元正极材料的原子层沉积包覆改性方法，其特征在 于，所述三元正极材料在水洗离心后，在80-120℃下真空干燥。
7 .根据权利要求1或3所述的锂电池三元正极材料的原子层沉积包覆改性方法，其特征 在于，所述步骤(1)中所述反应室温度达到指定范围后，对反应腔体抽真空5-25s。
8 .根据权利要求1或3所述的锂电池三元正极材料，其特征在于，所述包覆物质源A为三 甲基硼烷、三乙基硼烷、乙硼烷、三氯化硼、三甲基铝、三乙基铝、三甲基镁和三乙基镁中的 一种。
2 .根据权利要求1所述的锂电池三元正极材料的原子层沉积包覆改性方法，其特征在 于，所述将三元正极材料粉末放入预先充满干燥空气的原子层沉积设备的反应室之前还包 括热处理，所述三元正极材料的热处理温度为200-650℃，热处理时间为0-12h；所述热处理 所用热处理气氛为氧和干燥空气混合气，其中氧和空气的比例为1:9-9:1。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910005860 .7
(22)申请日 2019 .01 .03
(71)申请人 欣旺达电子股份有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区石岩街 道石龙社区颐和路2号综合楼1楼、2楼 A-B区、2楼D区-9楼
9 .根据权利要求1或3所述的锂电池三元正极材料的原子层沉积包覆改性方法，其特征 在于，所述烷基锂为丁基锂、乙基锂、苯基锂中的一种。
10 .根据权利要求1或3所述的锂电池三元正极材料的原子层沉积包覆改性方法，其特 征在于，所述惰性气体为氮气或氩气中的一种。
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说 明 书
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(1) 将三元正极材料放入预先充满干燥空气的 原子层沉积设备的反应室中 ，升高反应 室温度，并保持反应室温度在指定范围内；
(2) 向 所述反应室通入包覆物 质源A ，在第一指定时间内反应 ，再向 所述反应室通入惰 性气体进行清洗，以带走反应室中的过剩包覆物质源A；所述包覆物质源A为有机硼化物、有 机铝化物、有机镁化物、有机钛化物中的一种；
(3) 向 所述反应室通入包覆物 质源B ，在第二指定时间内反应 ，再向 所述反应室通入惰 性气体进行清洗，以带走反应室中的过剩包覆物质源B及副产物；所述包覆物质源B为氧气、 水中的一种；
(4) 向 所述反应室通入包覆物 质源C ，在第三指定时间内反应 ，再向 所述反应室通入惰 性气体进行清洗 ，以 带走反应室中的 过 剩包覆物 质源C ；所述包覆物 质源C为烷基锂中的 一 种；
(72)发明人 陈巍 张耀 李鲲
(74)专利代理机构 深圳市明日今典知识产权代 理事务所(普通合伙) 44343
代理人 王杰辉
(51)Int .Cl . H01M 4/36(2006 .01) H01M 4/485(2010 .01) H01M 4/505(2010 .01) H01M 4/525(2010 .01)